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DE112007001507T5 - Zusammensetzung für die Herstellung einer Elektrode einer Solarzelle, Verfahren zur Herstellung der Elektrode und Solarzelle, welche die durch dieses Verfahren erhältliche Elektrode umfasst - Google Patents

Zusammensetzung für die Herstellung einer Elektrode einer Solarzelle, Verfahren zur Herstellung der Elektrode und Solarzelle, welche die durch dieses Verfahren erhältliche Elektrode umfasst Download PDF

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DE112007001507T5
DE112007001507T5 DE112007001507T DE112007001507T DE112007001507T5 DE 112007001507 T5 DE112007001507 T5 DE 112007001507T5 DE 112007001507 T DE112007001507 T DE 112007001507T DE 112007001507 T DE112007001507 T DE 112007001507T DE 112007001507 T5 DE112007001507 T5 DE 112007001507T5
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electrode
solar cell
metal
nanoparticles
producing
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DE112007001507T
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English (en)
Inventor
Toshiharu Naka-shi Hayashi
Yoshiaki Naka-shi Takata
Kazuhiko Naka-shi Yamasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Priority claimed from JP2006305409A external-priority patent/JP5070808B2/ja
Priority claimed from JP2006307307A external-priority patent/JP5248006B2/ja
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Abstract

Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen enthalten, die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 3, und die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen enthalten, welche eine Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für die Herstellung einer Elektrode einer Solarzelle, ein Verfahren zur Herstellung derselben Elektrode und eine Solarzelle, welche die durch dieses Verfahren erhältliche Elektrode umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle und eine Solarzelle, welche mit einer Elektrode ausgestattet ist, die durch dasselbe Verfahren erhalten wird.
  • Es wird die Priorität von der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-181818 , eingereicht am 30. Juni 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-277230 , eingereicht am 11. Oktober 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-288528 , eingereicht am 24. Oktober 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-288529 , eingereicht am 24. Oktober 2006, 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-288530 , eingereicht am 24. Oktober 2006, 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-305409 , eingereicht am 10. November 2006, der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-305508 , eingereicht am 10. November 2006, und der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-307307 , eingereicht am 14. November 2006, beansprucht, deren Offenbarung durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
  • Stand der Technik
  • Üblicherweise wurde ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle offenbart, umfassend: Bilden einer unteren Elektrodenschicht durch Beschichten und Einbrennen einer ersten Lösung, welche auf einer photoelektrischen Umwandlungshalbleiterschicht aufgetragen ist; und Bilden einer oberen Elektrode durch Beschichten und Einbrennen einer zweiten Lösung auf einer photoelektrischen Umwandlungshalbleiterschicht. In solch einem Verfahren umfasst die erste Lösung ultrafeine Metallteilchen mit einer Korngröße von 0.03 μm oder weniger, welche in einem organischen Lösemittel mit einer geringen Molanzahl von 100 bis 200 dispergiert sind, und die zweite Lösung umfasst ultrafeine Metallteilchen mit derselben oder einer größeren Gewichtskonzentration als die erste Lösung, welche in der vorstehend beschriebenen Herstellung der unteren Elektrodenschicht verwendet wird (siehe zum Beispiel Anspruch 1, Absatz [0024] und Absatz [0035] der Patentreferenz 1: Japanisches Patent Nr. 3287754 ). In diesem Verfahren der Herstellung von Metallelektroden werden ultrafeine Metallteilchen in der Lösung dispergiert und die Viskosität der Lösung wird auf ungefähr 10000 Cps eingestellt. Die Lösung wird auf eine photoelektrische Umwandlungshalbleiterschicht durch ein Rasterdruckverfahren oder Ähnliches aufgetragen. Danach wird die Metallelektrode (die obere Elektrodenschicht oder die untere Elektrodenschicht) durch Einbrennen der Lösung für 30 Minuten oder länger bei 100 bis 250°C, vorzugsweise bei 250°C, gebildet.
  • In dem so ausgebildeten Verfahren des Herstellens von Metallelektroden einer Solarzelle wird die Lösung, in welcher die ultrafeinen Metallteilchen dispergiert sind, auf die photoelektrische Umwandlungshalbleiterschicht aufgetragen und anschließend wird die Lösung bei einer niedrigen Temperatur von 100 bis 250°C eingebrannt. Mit diesem Verfahren ist es möglich, Metallelektroden herzustellen, welche eine große Reflexion, eine große Leitfähigkeit und eine große Fläche aufweisen, ohne das ein Hochvakuumverfahren Anwendung findet.
  • Eine elektrisch-leitfähige Zusammensetzung, umfassend ein Ag-Pulver; mindestens ein Metall, ausgewählt aus V, Mo und W; eine Glassfritte (Glasurmasse) und ein organisches Bindemittel ist als eine Zusammensetzung in einem Verfahren zum Herstellen von Elektroden einer Solarzelle (siehe zum Beispiel Anspruch 2, Absatz [0022] und Absatz [0031] der Patentreferenz 2: Japanische Patentanmeldung, erste Publikation, Nr. Hei 10-326522 ) offenbart. In der oben erwähnten Patentreferenz 2 wird ein Basismaterial, welches mit einer elektrisch-leitenden Zusammensetzung für eine Solarzelle bedruckt ist, einem Einbacken für fünf Minuten bei 550°C unterworfen, um eine Ag-Elektrode zu bilden. Unter Verwendung der elektrisch-leitenden Zusammensetzung für eine Solarzelle, welche in der Patentreferenz 2 beschrieben ist, ist es möglich, die Sinterfähigkeit einer Ag-Elektrode erheblich zu verbessern. Insbesondere ist es möglich, die elektrische Leitfähigkeit und die Filmfestigkeit einer Elektrode bei einer geringen Einbrenntemperatur von 700°C oder weniger zu verbessern. Durch die Erniedrigung der Einbrenntemperatur ist es möglich, die Kosten zu reduzieren und ein Herstellen von Elektroden in einem Fall zu ermöglichen, in welchem eine Behandlungstemperatur eines Substratelements durch einen oberen Grenzwert beschränkt ist.
  • Patentreferenz 3 offenbart eine elektrisch-leitfähige Paste, welche durch Mischen eines Metallpulvers, eines Oxidpulvers und eines Bindemittels gebildet wird. Das Metallpulver ist ein Pulver von mindestens einem Metall, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Ag, Cu und Ni. Das Oxidpulver ist ein kristallines Pulver eines Komplexoxides, der mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Bi, Fe und Ag, sowie mindestens ein Element, ausgewählt aus Elementen der Gruppen V und VI des Periodensystems, umfasst (siehe zum Beispiel Ansprüche 1 bis 3, Absätze [0009], [0031] der Patentreferenz 3: Japanischen Patentanmeldung, Erste Publikation, Nr. H11-329070 ). In der zuvor erwähnten Patentreferenz 3 wird eine Elektrode gebildet durch Einbrennen eines Wafers, welcher mit der elektrisch-leitfähigen Paste bedruckt ist, wobei die maximale Einbrenntemperatur 750°C ist. Unter Verwendung der in der Patentreferenz 3 beschriebenen elektrisch-leitfähigen Paste ist es möglich, eine Elektrode herzustellen, welche einen geringen Kontaktwiderstand und eine hohe Bindungsstärke aufweist.
  • Darüber hinaus offenbart die Patentreferenz 4 ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenelements, umfassend: Bilden einer Fläche einer Art einer elektrischen Leitfähigkeit auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats, welches eine andere Art von Leitfähigkeit bereitstellt; Bilden eines Antireflexionsfilmes auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats; und Einbrennen/Drucken eines Ausgangsmaterials einer Elektrode auf der anderen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats, welche dem Antireflexionsfilm gegenüberliegt, worin das Ausgangsmaterial Silberpulver, ein organisches Bindemittel und eine Glasfritte umfasst und das Ausgangsmaterial darüber hinaus eine oder mehrere Spezies, ausgewählt aus Ti-, Bi-, Co-, Zn-, Zr-, Fe- und Cr-Komponenten (siehe zum Beispiel Anspruch 1, Absatz [0027], Absatz [0039] der Patentreferenz 4: Japanische Patentanmeldung, erste Publikation, Nr. 2001-313400 ) umfasst. In der oben beschriebenen Patentreferenz 4 wird ein Solarzellenelement gebildet durch Einbrennen/Drucken der Paste bei 700°C. In dem Verfahren, welches in der Patentreferenz 4 dargestellt ist, ist es möglich, ein Solarzellenelement mit einem zufriedenstellenden ohmschen Widerstand (Füllfaktor) und einer ausgeprägten Bruchfestigkeit zu erhalten, selbst wenn das Ausgangsmaterial einer Elektrode auf dem Antireflexionsfilm aufgetragen und eingebrannt wird.
  • Ein Verfahren zum Bilden einer elektrisch-leitfähigen Beschichtung durch Beschichten und Erwärmen einer elektrisch-leitfähigen Zusammensetzung wurde üblicherweise offenbart als ein Verfahren des Bildens einer Metallelektrode auf einem Halbleitersubstrat unter Verwendung eines rohen Ausgangsmaterials, enthaltend feine Metallteilchen, zum Beispiel, eine elektrisch-leitfähige Paste. In dieser herkömmlichen Methode enthält die elektrisch-leitfähige Zusammensetzung partikulförmige Silberverbindungen, ein Reduktionsmittel und ein Bindemittel, worin die Silberverbindungen gleich Silberoxid, Silbercarbonat und Silberacetat oder ähnliches sein können (siehe zum Beispiel Ansprüche 1 bis 3, 11, Zeilen 32 bis 33 auf Seite 3 der Patentreferenz 5: PCT-Internationale Patentanmeldung, Publikationsnummer 2003/085052 ). Gemäß dem Verfahren der Patentreferenz 5 ist es möglich, einen elektrisch-leitfähigen Film mit einem geringen Volumenwiderstand und einer hohen Leitfähigkeit ähnlich von denjenigen Filmen von metallischem Silber zu erhalten, selbst wenn Hochtemperaturbedingungen für das Bilden eines Filmes nicht angewendet werden.
  • Es wurde eine elektrisch-leitfähige Paste und ein Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle und Verwendung der elektrisch-leitfähigen Paste offenbart. Die elektrisch-leitfähige Paste umfasst ein organisches Bindemittel, ein Lösemittel, eine Glasfritte und ein elektrisch leitfähiges Pulver, worin die Paste ein Pulver eines Metalls oder einer Metallverbindung umfasst, umfassend mindestens ein Metall, ausgewählt aus Ti, Bi, Zn, Y, In und Mo und mit einer mittleren Korngröße von nicht weniger als 0,001 μm und weniger als 0,1 μm, enthält. Die Solarzelle wird hergestellt durch Drucken oder Beschichten der elektrisch-leitfähigen Paste auf eine Antireflexionsschicht eines Siliziumhalbleitersubstrats und anschließend Einbrennen des Substrats (siehe zum Beispiel Ansprüche 1, 6, Absatz [0021] der Patentreferenz 6: Japanische Patentanmeldung, erste Publikation Nr. 2005-243500 ). In der elektrisch-leitfähigen Paste, welche in der oben erwähnten Patentreferenz 6 beschrieben ist, ist es bevorzugt, das Substrat, welches mit der elektrisch-leitfähigen Paste bedruckt oder beschichtet ist, bei einer Temperatur von 550 bis 850°C einzubrennen, wodurch die Elektrode gebildet wird. Gemäß der Patentreferenz 6 wird das Additiv der ultrafeinen Teilchen gleichförmig dispergiert. Durch Einbrennen des Substrates ist es möglich, eine Oberflächenelektrode herzustellen, welche eine hohe Leitfähigkeit und eine verbesserte Bindungsfestigkeit zwischen dem Halbleiter und der elektrisch-leitfähigen Paste und der dazwischen angeordneten Antireflexionsschicht aufweist, zu bilden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgaben, welche durch die Erfindung gelöst werden
  • In den herkömmlichen Verfahren zum Bilden von Metallelektroden einer Solarzelle, welche in der oben beschriebenen Patentreferenz 1 dargestellt sind, ist es erforderlich, die ultrafeinen Metallteilchen durch ein organisches Material mit einem geringen molekularen Gewicht von ungefähr 100 bis 200 zu schützen, um die ultrafeinen Metallteilchen in der Metallelektrode nach dem Einbrennen zu stabilisieren, um eine vorbestimmte elektrische Leitfähigkeit zu erreichen. Andererseits wird das Verhältnis (Anteil) des organischen Materials aufgrund der höheren spezifischen Oberfläche der ultrafeinen Metallteilchen erhöht, wenn die Größe der ultrafeinen Metallteilchen reduziert wird, um die ultrafeinen Metallteilchen, welche in dem organischen Lösemittel dispergiert sind, bei einer niedrigen Temperatur zu sintern.
  • Daher kann ein Sintern bei niedriger Temperatur der ultrafeinen Metallteilchen, welche in dem organischen Lösemittel dispergiert sind, nicht in dem oben beschriebenen Verfahren zum Bilden von Metallelektroden einer Solarzelle ohne Desorbieren oder Zersetzen (Isolieren/Verbrennen) des organischen Materials realisiert werden. In dem Fall, in welchem die Metallelektrode, welche durch Einbrennen der ultrafeinen Metallteilchen, welche in einem organischen Lösemittel dispergiert sind, bei 220°C oder weniger erhalten wird, einem Bewitterungstest durch Lagern der Metallelektrode für 1000 Stunden in einem Thermo-Hygrostat unterworfen wird, während die Temperatur auf 100°C und die Luftfeuchtigkeit auf 50% eingestellt ist, besteht das Problem der Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit und der Reflexion aufgrund der Veränderung oder Verschlechterung des organischen Materials.
  • Wie in den oben beschriebenen Patentreferenzen 2 bis 4 gezeigt, ist es möglich, einen Film mit einer hohen Bindungsfestigkeit unter Verwendung einer Dickfilmpaste, welche bei hoher Temperatur eingebrannt wird, zu erhalten, welche eine Glasfritte verwendet, oder von einem alternativen Material, um die Bindungsfestigkeit mit dem Substrat zu erhöhen, wenn das Basismaterial aus einem Siliziumsubstrat, einem keramischen Substrat oder einem Glassubstrat hergestellt ist. Allerdings müssen die Zusammensetzungen, welche die Elektroden bilden und in den Patentreferenzen 2 bis 4 dargestellt sind, bei einer Temperatur von nicht weniger als 500°C eingebrannt werden. Bei dieser Temperatur besteht ein Problem des Schädigens des Basismaterials.
  • Wenn das Basismaterial aus einem makromolekularen Substrat, wie einem organischen Polymermaterial besteht, wird darüber hinaus ein elektrisch-leitfähiger Klebstoff, enthaltend einen Klebstoff auf organischer Basis, oder eine Dickfilmpaste vom Niedrigtemperaturpolymer-Typ, enthaltend ein organisches Bindemittel, verwendet, um die Bindungsstärke zu verbessern. In dieser Art von Paste wird die elektrische Leitfähigkeit durch Einbrennen bei 200°C oder weniger erhalten. Durch dieses Einbrennen tritt eine thermische Schrumpfung des Bindemittels auf, was dazu führt, dass die elektrisch-leitfähigen feinen Teilchen miteinander in Kontakt treten. Allerdings bestehen Probleme. Zum Beispiel führt die Gegenwart von isolierenden Bindemitteln in den Löchern der Teilchen zu einem großen Anteil an Kontaktwiderstand zwischen den elektrisch-leitfähigen Teilchen, was zu einem hohen Volumenwiderstand der gebildeten Elektrode führt und die elektrische Leitfähigkeit auf einem niedrigen Wert hält.
  • In dem Verfahren des Herstellens von Elektroden einer Solarzelle, welches in der oben beschriebenen Patentreferenz 5 dargestellt wird, ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche aus einem metallischen Film mit einem Volumenwiderstand nahe demjenigen eines Bulk-Metalls besteht. Allerdings ist es schwierig, einen Film mit einer hohen Adhäsion zu dem Basismaterial zu erhalten.
  • Darüber hinaus ist es in dem Verfahren, welches in der oben beschriebenen Patentreferenz 6 dargestellt ist, schwierig, die Glasfritte zu schmelzen. Daher ist es erforderlich, das Einbrennen bei einer Temperatur von nicht weniger als 300°C durchzuführen, das heißt bei einer Erweichungstemperatur eines Borosilikatglases, welches als die entsprechende Glasfritte verwendet wird. Die bevorzugte Einbrenntemperatur ist darüber hinaus in der Patentreferenz 6 hoch. Daher bestehen Probleme, wie eine Verschlechterung der Umwandlungseffizienz in dem Fall des Bindens zu einem amorphen Basismaterials aus Silizium einer Solarzelle. Darüber hinaus ist es schwierig, das Verfahren an Basismaterialien, welche im Wesentlichen aus Harzen bestehen, anzuwenden, da die Einbrenntemperatur höher ist als die Wärmebeständigkeitstemperatur der meisten Harze.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle unter Verwendung der Zusammensetzung bereitzustellen, worin die Elektrode eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Reflexion bei einer langen Verwendung und eine hervorragende dauerhafte Stabilität (Alterungsstabilität) aufweist.
  • Die andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und eines Verfahrens des Herstellens einer Solarzelle unter Verwendung der Elektrode bereitzustellen, worin eine Elektrode, welche eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Reflexion bei einer langen Verwendung aufrecht hält, und eine hervorragende dauerhafte Stabilität aufweist, bei einer niedrigen Temperatur des Einbrennens von 130 bis 400°C erhalten wird.
  • Die andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und eine Solarzelle unter Verwendung der Zusammensetzung und des Verfahrens bereitzustellen, wobei die Adhäsion der oben beschriebenen Zusammensetzung aufrecht gehalten wird und eine Elektrode bereitgestellt wird, welche eine hervorragende Adhäsion zusätzlich zu den oben beschriebenen Eigenschaften aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, ein Verfahren zum Herstellen der Solarzelle und eine Solarzelle unter Verwendung der Elektrode, welche in dem Herstellungsverfahren erhalten wurde, bereitzustellen, worin ein Vakuumverfahren während der Filmbildung nicht erforderlich ist, die Elektrode einen zufriedenstellenden Aufbau (Struktur) aufweist und die mittlere Oberflächenrauheit des Aufbaus eingestellt werden kann.
  • Die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und eine Solarzelle unter Verwendung einer Elektrode, welche durch das Herstellungsverfahren erhalten wird, bereitzustellen, wobei eine Elektrode bereitgestellt wird, die eine hervorragende Adhäsion zu dem Basismaterial aufweist.
  • Die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und eine Solarzelle unter Verwendung einer Elektrode, welche durch die Herstellungsmethode erhalten wird, bereitzustellen, wobei eine Elektrode mit einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit erhalten wird.
  • Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle und eine Solarzelle unter Verwendung einer Elektrode, welche durch das Herstellungsverfahren erhalten wird, bereitzustellen, wobei eine Elektrode mit einer hervorragenden Reflexion (Remission) von sichtbarem Licht erhalten wird.
  • Merkmale zum Lösen der Aufgabe
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung (Verbundmaterial) zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispersionsmedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen umfassen, die Metallnanoteilchen chemisch mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3, modifiziert sind und die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße (Durchmesser der Primärkörner) innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm enthalten.
  • Da die Zusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt viele Metallnanoteilchen mit einer relativ großen Größe von 10 bis 50 nm in der Primärkorngröße enthalten, wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen reduziert und das Verhältnis (Anteil) des Dispergiermediums wird reduziert. Daher werden organische Moleküle in dem Dispergiermedium durch eine Wärmebehandlung während dem Einbrennen, wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der Zusammensetzung, desorbiert oder zersetzt oder desorbiert und zersetzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen kein organisches Material umfasst und im Wesentlichen aus Silber zusammengesetzt ist.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden eines Filmes durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt auf einem Basismaterial (Substrat) durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung so, dass die Dicke des Filmes nach dem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm ist, und Einbrennen (Feuern) des Basismaterials mit dem Film, welcher auf einer oberen Oberfläche davon gebildet wurde, bei 130 bis 400°C.
  • In dem Verfahren des Herstellens einer Elektrode einer Solarzelle gemäß dem zweiten Aspekt werden organische Moleküle in dem Dispergiermedium, welche die Oberflächen der Metallnanoteilchen geschützt haben durch eine Wärmebehandlung während dem Einbrennen bei einer niedrigen Temperatur von 130 bis 400°C desorbiert oder zersetzt oder desorbiert und zersetzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen frei von organischem Material ist und im Wesentlichen aus Silber zusammengesetzt ist.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle (Zusammensetzung, welche verwendet wird in der Herstellung einer Solarzelle), umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanopartikel umfassen, die Metallnanoteilchen durch ein Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3 chemisch modifiziert sind, die Metallnanopartikel im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm enthalten und die Zusammensetzung darüber hinaus ein oder mehrere Spezies von Additiven enthält, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, organischen Metallverbindungen und Silikonölen.
  • In der Zusammensetzung gemäß dem dritten Aspekt enthält die Zusammensetzung ein oder zwei oder mehrere Spezies an Additiven, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, organischen Metallverbindungen und Silikonölen. Wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der Zusammensetzung, ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen frei von organischem Material ist, im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und eine hervorragende Adhäsion zu dem Basismaterial aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, den Effekt des Unterdrückens des Kornwachstums durch eine Inter-Korn-Sinterung der Metallnanopartikel zu unterdrücken, wenn eine Elektrode hergestellt wird unter Verwendung der Zusammensetzung. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einem hervorragenden Aufbau herzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, die mittlere Oberflächenrauheit des Aufbaus zu steuern. In der Herstellung einer Elektrode unter Verwendung einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Vakuumverfahren in dem Filmbildungsverfahren nicht erforderlich. Daher unterliegt das Verfahren nur wenigen Beschränkungen und die laufenden Kosten der Herstellungsanwendung können erheblich reduziert werden.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden einer Filmes durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung, so dass die Dicke des Films nach einem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm liegt, und Einbrennen des Basismaterials mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wird, bei 130 bis 400°C.
  • In dem Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß dem vierten Aspekt werden organische Moleküle in dem Dispergiermedium, welche die Oberfläche der Metallnanoteilchen geschützt haben, durch eine Wärmebehandlung des Einbrennens bei einer niedrigen Temperatur von 130 bis 400°C desorbiert oder zersetzt oder desorbiert und zersetzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen frei von organischem Material ist und im Wesentlichen aus Silber zusammengesetzt ist. Darüber hinaus wird die chemische Bindung oder ein Ankereffekt mit dem Basismaterial durch die Wirkung von Metalloxid, Metallhydroxid, organischer Metallverbindung oder Silikonöl, welche als ein Additiv in der Zusammensetzung verwendet werden, verbessert, oder ein Befeuchten der Metallnanopartikel mit dem Basismaterial in der Zeit des Einbrennens bei 130 bis 400°C wird verbessert. Als ein Ergebnis ist die hergestellte Elektrode hervorragend in der Adhäsion zu dem Basismaterial. In der Herstellungsmethode gemäß dem vierten Aspekt ist es möglich, eine Elektrode durch ein einfaches Verfahren, umfassend die Filmbildung durch eine feuchte Beschichtung der Zusammensetzung auf dem Basismaterial und Einbrennen des Basismaterials, welches mit dem Film beschichtet ist, herzustellen. Daher ist ein Vakuumverfahren in dem Filmbildungsverfahren nicht erforderlich. Daher unterliegt das Verfahren nur geringen Beschränkungen und die laufenden Kosten der Produktionsanwendung können erheblich reduziert werden.
  • Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Beschichten einer Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung; und Einbrennen des Basismaterials mit einer oberen Oberfläche, welche mit dem Film beschichtet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Primer-Behandlung des Basismaterials durchgeführt wird.
  • In der Erfindung gemäß dem fünften Aspekt wird das Basismaterial einer Primer-Behandlung unterworfen, um eine Primer-Beschichtung auf dem Basismaterial zu erzeugen, bevor die Elektrode durch Beschichten einer Zusammensetzung zum Ausbilden einer Elektrode auf der Oberfläche des Basismaterials hergestellt wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Adhäsion der Elektrode zu dem Basismaterial zu verbessern.
  • Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß dem oben beschriebenen fünften Aspekt, worin die Zusammensetzung Metallnanoteilchen umfasst, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr Silbernanoteilchen umfassen, die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3, und die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen enthalten, welche eine Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen.
  • In der Erfindung gemäß dem sechsten Aspekt ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit und einer hohen Reflexion des sichtbaren Lichtes bei einer niedrigen Temperatur von 400°C oder weniger zu bilden, wenn die oben beschriebene Zusammensetzung zur Herstellung einer Solarzelle verwendet wird.
  • Effekt der Erfindung
  • Wie oben beschrieben enthalten gemäß der vorliegenden Erfindung die Metallnanoteilchen, welche in dem Dispergiermedium dispergiert sind, 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen, sind die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert mit einem Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3, und bilden die Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel 70% oder mehr der Metallnanoteilchen. Daher wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen relativ reduziert und das Verhältnis (Anteil) des Dispergiermediums wird erhöht. Als ein Ergebnis ist es möglich, durch Desorption oder Zersetzung oder durch Desorption und Zersetzung der organischen Moleküle in dem oben beschriebenen Dispergiermedium durch Wärme während dem Einbrennen, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und im Wesentlichen frei von organischem Material ist, wenn eine Elektrode einer Solarzelle unter Verwendung der Zusammensetzung hergestellt wird. Daher kann ein Verändern oder Verschlechtern des organischen Materials verhindert werden und die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion kann auf einem hohen Level aufrecht gehalten werden, selbst wenn eine Solarzelle mit der oben beschriebenen Elektrode lange Zeit verwendet wird. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten.
  • Durch Bilden eines Filmes durch Beschichten der oben beschriebenen Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf einem Basismaterial so, dass der Film eine Dicke innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm nach dem Einbrennen aufweist, und durch Unterwerfen des Basismaterials mit einer oberen Oberfläche, welche mit dem Film beschichtet ist, einem Einbrennen bei 130 bis 400°C, ist es m durch Desorption oder Zersetzung oder Desorption und Zersetzung der organischen Moleküle in dem Dispergiermedium, welche die Oberfläche der Metallnanoteilchen geschützt haben möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und im Wesentlichen frei von organischem Material ist.
  • Als ein Ergebnis kann die Solarzelle, wie die oben beschriebene Solarzelle, welche mit der Elektrode beschichtet ist, die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion auf einem hohen Level selbst nach einer langen Verwendung aufrecht erhalten. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten.
  • In der Zusammensetzung zum Herstellen einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die Metallnanoteilchen, welche in dem Dispergiermedium dispergiert sind, 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen, sind die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3, und enthalten die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm. Die Zusammensetzung umfasst darüber hinaus zwei oder mehrere Arten von Additiven, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, organischen Metallverbindungen und Silikonölen.
  • Wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der Zusammensetzung, ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und im Wesentlichen frei von organischem Material ist, und die Elektrode weist eine hervorragende Adhäsion zu dem Basismaterial auf. Wenn die Elektrode gebildet wird unter Verwendung der Zusammensetzung ist es möglich, den Effekt des Unterdrückens des Kristallwachstums durch ein Inter-Korn-Sintern der Metallnanoteilchen zu unterdrücken. Daher ist es möglich, eine Elektrode zu bilden, welche einen hervorragenden Aufbau aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, die mittlere Oberflächenrauheit des Aufbaus zu steuern. In der Herstellung einer Elektrode unter Verwendung der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, ein Vakuumverfahren zu dem Zeitpunkt der Filmbildung anzuwenden. Daher unterliegt das Verfahren nur wenigen Beschränkungen und es ist möglich, die laufenden Kosten für die Herstellungsanwendung erheblich zu reduzieren.
  • Durch Bilden eines Filmes durch Beschichten der oben beschriebenen Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf einem Basismaterial so, dass der Film eine Dicke innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm nach dem Einbrennen aufweist, und durch Einbrennen des Basismaterials mit einer oberen Oberfläche, welche mit dem Film beschichtet ist, bei 130 bis 400°C ist es durch Desorption oder Zersetzung oder durch Desorption und Zersetzung der organischen Moleküle in dem Dispergiermedium, welches die Oberflächen der Metallnanoteilchen geschützt hat möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und im Wesentlichen frei von organischem Material ist.
  • Als ein Ergebnis wird wie für die oben beschriebene Solarzelle die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode auf einem hohen Level aufrecht gehalten, selbst wenn die Solarzelle, welche mit der Elektrode beschichtet ist, für einen langen Zeitraum verwendet wird. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer dauerhaften Stabilität zu erhalten. Darüber hinaus wird die chemische Bindung und ein Ankereffekt mit dem Basismaterial durch den Effekt des Metalloxids, Metallhydroxids, der organischen Metallverbindung oder des Silikonöls, welche als ein Additiv in der Zusammensetzung umfasst sind, verbessert oder das Befeuchten der Metallnanoteilchen mit dem Basismaterial zu dem Zeitpunkt des Einbrennens bei 130 bis 400°C wird verbessert. Als ein Ergebnis weist die so gebildete Elektrode eine hervorragende Adhäsion zu dem Basismaterial auf. In dem Verfahren des Herstellens einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Elektrode durch einen einfachen Prozess herzustellen, umfassend das Bilden eines Filmes durch eine feuchte Beschichtung der Zusammensetzung auf einem Basismaterial und Einbrennen des Basismaterials, welches mit der Beschichtung beschichtet ist. Da ein Vakuumverfahren nicht erforderlich ist in der Filmbildung, unterliegt das Verfahren nur geringen Beschränkungen und es ist möglich, die laufenden Kosten der Herstellungsanwendung erheblich zu reduzieren.
  • In dem Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Adhäsion zwischen dem Basismaterial und der gebildeten Elektrode mittels Durchführung einer Primer-Behandlung, um eine Primer-Beschichtung auf dem Basismaterial vor der Beschichtung der Zusammensetzung zum Herstellen der Elektrode auf dem Basismaterial und dem Einbrennen des Basismaterials zum Ausbilden der Elektrode zu erhalten. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit durch Wahl des Bestandteils und der Menge der Beschichtung, welche in der Primer-Behandlung verwendet wird, zu erhalten, wenn ein elektrisch-leitfähiges Material als das Basismaterial verwendet wird.
  • In der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode, welche in dem Verfahren des Herstellens einer Elektrode einer Solarzelle verwendet wird, enthalten die Metallnanoteilchen, welche in dem Dispergiermedium dispergiert sind, 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen, sind die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst von 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, und enthaltend die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm. Daher wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen in der Zusammensetzung relativ reduziert und das Verhältnis (Anteil) des Dispergiermediums wird erhöht.
  • Durch Bilden eines Filmes durch Beschichten der oben beschriebenen Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf einem Basismaterial so, dass der Film eine Dicke innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm nach dem Einbrennen aufweist, und Unterwerfen des Basismaterials mit einer oberen Oberfläche, welche mit dem Film beschichtet ist, einem Einbrennen bei 130 bis 400°C ist es durch Desorption oder Zersetzung oder durch Desorption und Zersetzung von organischen Molekülen in dem Dispergiermedium, welches die Oberflächen der Metallnanoteilchen geschützt hat möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und im Wesentlichen frei von organischem Material ist.
  • Als ein Ergebnis ist es möglich, die Veränderung und Verschlechterung von organischen Materialien zu verhindern, die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion auf einem hohen Level zu halten, selbst wenn die Solarzelle, welche mit der Elektrode beschichtet ist, einer langen Verwendung unterworfen wird. Daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten. Darüber hinaus ist es möglich, die Energie, welche während der Zeit des Bildens einer Elektrode verbraucht wird, zu reduzieren, da die Elektrode durch ein Einbrennen bei einer niedrigen Temperatur von 400°C oder weniger gebildet werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, die Elektrode auf einem Basismaterial anzuordnen, welches im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus einem Material mit einer geringen Wärmebeständigkeit, wie Harzen oder Halbleitern, zum Beispiel einem Polysilikon für eine Solarzelle, welches einer Wärmeschädigung beim Einbrennen von 400°C oder mehr unterliegt.
  • Beste Ausführungsform zum Durchführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden die besten Ausführungsformen zum Durchführen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Eine erste Ausführungsform
  • Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle
  • Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zusammensetzung, in welcher die Metallnanoteilchen in dem Dispergiermedium dispergiert sind. Die oben beschriebenen Metallnanoteilchen enthalten 75 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr, an Silbernanoteilchen. Der Gehalt der Silbernanoteilchen wurde auf 75 Gew.-% oder mehr, bezogen auf 100 Gew. -% der Metallnanoteilchen, beschränkt, da eine Reflexion der Elektrode der Solarzelle, welche unter Verwendung der Zusammensetzung hergestellt wird, reduziert wird, wenn der Gehalt der Silberteilchen weniger als 75% beträgt. Die Metallnanoteilchen sind chemisch modifiziert mit einem Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1 bis 3. Die Kohlenstoffanzahl des Kohlenstoffgrundgerüsts der organischen Molekülhauptkette des Schutzmittels, welches die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert, ist beschränkt auf einen Bereich von 1 bis 3 basierend auf der folgenden Begründung. Wenn die Kohlenstoffanzahl 4 oder mehr ist, ist es schwierig, eine Desorption oder Zersetzung (Abtrennung oder Verbrennen) des Schutzmittels durch Wärme zu dem Zeitpunkt des Einbrennens zu erreichen. Als ein Ergebnis verbleiben große Mengen an organischen Resten in der oben beschriebenen Elektrode, was zu einer Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode durch Veränderung und Verschlechterung des organischen Restes führt.
  • Vorzugsweise enthalten die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr, weiter bevorzugt 75% oder mehr, an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm. Der Gehalt der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm wurde beschränkt auf im Zahlenmittel 70% oder mehr, bezogen auf die gesamten Metallnanoteilchen von 100%, wegen des folgenden Grundes. Wenn das Zahlenmittel weniger als 70% ist, wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen erhöht und das Verhältnis (Anteil) des organischen Materials wird erhöht. Obwohl das organische Material zusammengesetzt ist aus organischen Molekülen, welche durch die Wärme zu dem Zeitpunkt des Einbrennens einfach desorbiert werden oder sich zersetzen (Abtrennen oder Verbrennen), verbleiben aufgrund der großen Anzahl des organischen Moleküls organische Reste in der Elektrode und bewirken eine Reduktion der elektrischen Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode durch Veränderung oder Verschlechterung der organischen Moleküle. Wenn Alternativ die Korngrößenverteilung der Metallnanoteilchen vergrößert wird, wird die Dichte der Elektrode erheblich reduziert und die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode wird reduziert. Die Primärkorngröße der Metallnanoteilchen wurde beschränkt auf einen Bereich von 10 bis 50 nm, da die Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm eine Langzeitstabilität (Alterungsstabilität) aufweisen.
  • Andererseits werden die anderen Metallnanoteilchen als die Silberteilchen zusammengesetzt aus einer Spezie oder einer gemischten Phase oder einem Gemisch aus zwei oder mehreren Spezies, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Au, Pt, Pd, Ru, Ni, Cu, Sn, In, Zn, Cr, Fe und Mn. Bezogen auf 100 Gew.-% als Gesamtheit sind die anderen Metallnanoteilchen als die Silberteilchen in einer Menge von 0,02 Gew.-% oder mehr und weniger als 25 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 Gew.-% bis 20 Gew.-%, enthalten. Der Gehalt der anderen Metallnanoteilchen als die Silberteilchen wurde beschränkt auf 0,02 Gew.-% oder mehr und weniger als 25 Gew.-%, bezogen auf 100% als Gesamtheit der Metallnanoteilchen, wegen des folgenden Grundes. Obwohl der Gehalt von weniger als 0,02 Gew.-% keine erheblichen Probleme bewirkt, ist der Gehalt innerhalb des Bereiches von 0,02 bis 25 Gew.-% dadurch charakterisiert, dass die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion der Elektrode nach einem Bewitterungstest (einem Test durch Lagern der Metallelektrode für 100 Stunden in einem Thermo-Hygrostat, während die Temperatur auf 100°C und die Luftfeuchtigkeit auf 50% eingestellt war) sich nicht verschlechtern im Vergleich zu der elektrischen Leitfähigkeit und Reflexion vor dem Bewitterungstest. Wenn der Gehalt 25 Gew.-% oder mehr ist, verschlechtert sich die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode direkt nach dem Einbrennen und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion verschlechtern sich in der Elektroden nach dem Bewitterungstest im Vergleich zu der Elektrode vor dem Bewitterungstest.
  • Vorzugsweise beträgt der Gehalt der Metallnanoteilchen, umfassend die Silbernanoteilchen, 2,5 bis 95 Gew.-%, weiter bevorzugt 3,5 bis 90 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% als die gesamte Zusammensetzung, umfassend die Metallnanoteilchen und das Dispergiermedium. Der Gehalt der Metallnanoteilchen, umfassend die Silbernanoteilchen, wurde auf den Bereich von 2,5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% als die gesamte Zusammensetzung, umfassend die Metallnanoteilchen und das Dispergiermedium, wegen des folgenden Grundes beschränkt. Obwohl es keine spezifischen Einfluss auf die Eigenschaft der Elektrode nach dem Einbrennen gibt, wenn der Gehalt der Metallnanoteilchen weniger als 2,5 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, eine Elektrode zu erhalten, welche die erforderliche Dicke aufweist. Wenn der Gehalt 95 Gew.-% übersteigt verliert die Zusammensetzung als eine Tinte oder eine Paste die erforderliche Fließfähigkeit zu dem Zeitpunkt der feuchten Beschichtung der Zusammensetzung.
  • Das Dispergiermedium als ein Bestandteil der Zusammensetzung ist vorzugsweise zusammengesetzt aus einem Alkohol (Alkoholgruppe) oder einer wässrigen Lösung, enthaltend einen Alkohol. Mit einem Alkohol, welcher als ein Dispergiermedium verwendet wird, ist es möglich, einen oder mehrere Alkohole zu verwenden, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Glycerol, Isobornylhexanol und Erythritol. Bezogen auf 100 Gew.-% des gesamten Dispergiermediums enthält die wässrige Lösung, enthaltend den Alkohol, vorzugsweise 1 Gew.-% oder mehr, weiter bevorzugt 2 Gew.-% oder mehr, an Wasser und 2 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 3 Gew.-% oder mehr, an Alkohol. Zum Beispiel enthält das Dispergiermedium 98 Gew.-% an Alkohol, wenn der Wassergehalt gleich 2 Gew.-% ist, wenn das Dispergiermedium nur aus Wasser und dem Alkohol besteht, während das Dispergiermedium 2 Gew.-% an Wasser enthält, wenn der Alkoholgehalt 98 Gew.-% oder mehr ist. Der Wassergehalt, bezogen auf 100 Gew.-% der Gesamtheit des Dispergiermediums, wurde beschränkt auf 1 Gew.-% oder mehr wegen des folgenden Grundes. Wenn der Wassergehalt weniger als 1 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, ein Sintern bei niedriger Temperatur des Filmes, welcher erhalten wird durch Beschichten der Zusammensetzung durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung durchzuführen und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion der Elektrode wird reduziert. Der Gehalt des Alkohols, bezogen auf 100 Gew.-% als die Gesamtheit des Dispergiermediums, wurde auf 2 Gew.-% oder mehr wegen des folgenden Grundes beschränkt. Wenn der Alkoholgehalt weniger als 2 Gew.-% ist, ist es schwierig, ein Sintern des Filmes, welcher erhalten wird durch Beschichten der Zusammensetzung durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung, bei niedriger Temperatur aus demselben Grund wie oben beschrieben durchzuführen, und die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode wird reduziert.
  • Das Dispergiermedium, das heißt das Schutzmittel, welches die Oberfläche der Metallnanoteilchen chemisch modifiziert, enthält vorzugsweise eine oder beide Gruppen von einer Hydroxylgruppe (-OH) und einer Carbonylgruppe (-C=O). Wenn die Hydroxylgruppe (-OH) in dem Schutzmittel enthalten ist, welches die Metallnanoteilchen, wie die Silbernanoteilchen, chemisch modifiziert, ist das Schutzmittel hervorragend im Hinblick auf eine stabile Dispersion der Zusammensetzung und hat eine bevorzugte Auswirkung auf das Sintern der Beschichtung bei einer niedrigen Temperatur. Wenn die Carbonylgruppe (-C=O) in dem Schutzmittel enthalten ist, welches die Metallnanoteilchen, wie die Silbernanoteilchen, chemisch modifiziert, wie es in dem oben beschriebenen Fall der Fall ist, ist das Schutzmittel hervorragend im Hinblick auf eine stabile Dispersion der Zusammensetzung und hat eine bevorzugte Auswirkung auf das Sintern der Beschichtung bei einer niedrigen Temperatur.
  • Verfahren zum Herstellen der Zusammensetzung
  • Ein Verfahren zum Herstellen der so zusammengesetzten Zusammensetzung für das Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle wird beschrieben.
  • (a) Der Fall des Verwendens von Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3.
  • Als erstes wird eine wässrige Lösung des metallischen Salzes hergestellt durch Auflösen von Silbernitrat in Wasser, wie deionisiertem Wasser. Andererseits wird eine wässrige Lösung von Natriumcitrat mit einer Konzentration von 10 bis 40% erhalten durch Auflösen von Natriumcitrat in Wasser, wie deionisiertem Wasser. In einem Gasfluss eines Inertgases, wie Stickstoffgas, wird partikelförmiges oder gepulvertes Eisensulfat direkt zugegeben und in der Lösung aufgelöst. So wird eine wässrige Lösung des Reduktionsmittels, enthaltend das Citration und das Eisenion in einem molaren Verhältnis von 3:2 erhalten. Als nächstes wird die oben beschriebene wässrige Lösung von metallischem Salz zugetropft und mit der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels unter Rühren der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels in dem oben beschriebenen Gasfluss eines Inertgases gemischt. Hierbei wird die zugegebene Menge der wässrigen Lösung des metallischen Salzes vorzugsweise so eingestellt, dass sie nicht mehr als 1/10 der Menge der wässrigen Lösung des Reduktionsmittel beträgt. In diesem Fall wird die Reaktionstemperatur auf 30 bis 60°C gehalten, selbst wenn die wässrige Lösung des metallischen Salzes bei Raumtemperatur zugetropft wird. Darüber hinaus wird das Mischungsverhältnis der oben beschriebenen zwei wässrigen Lösungen so eingestellt, dass die äquivalente Menge des Eisenions, welches als das Reduktionsmittel zugegeben wird, der dreifachen Menge der äquivalenten Menge des Metallions entspricht. Das heißt, das Mischungsverhältnis wird zur Sättigung eingestellt (Anzahl an Mol von Metallionen in der wässrigen Lösung des Metallsalzes) × (Valenz des Metallions) = 3 × (Anzahl an Mol von Eisenion in der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels). Nach Beenden des Zutropfens der wässrigen Lösung des Metallsalzes wird ein Rühren der gemischten Lösung für 10 bis 300 Minuten weiter durchgeführt. So wird eine flüssige Dispersion, umfassend kolloidales Metall, hergestellt. Die flüssige Dispersion wird bei Raumtemperatur belassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen werden zum Beispiel durch Dekantieren oder durch Zentrifugalabtrennung abgetrennt. Danach wird das so abgetrennte Material zu einem dispergierten Material durch Zugeben von Wasser, wie deionisiertem Wasser, gemacht und einer Deionisierungsbehandlung durch Ultrafiltration unterworfen und wird darüber hinaus einer Austauschaufreinigung durch den Alkohol unterworfen, wodurch der Gehalt an Metall (Silber) auf 2,5 bis 50 Gew.-% eingestellt wird. Danach werden unter Verwendung einer Zentrifugalabtrennvorrichtung unter Verwendung der Zentrifugalkraft der Abtrennvorrichtung grobe Partikel abgetrennt. Die Metallnanoteilchen werden so eingestellt, dass sie 70% oder mehr im Zahlenmittel an Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm enthalten. Das bedeutet, dass ein Verhältnis der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm so eingestellt wird, dass sie 70% oder mehr, bezogen auf 100% der Gesamtheit der Metallnanoteilchen, entsprechen. Während sich die obige Beschreibung auf metallische Nanoteilchen sich bezieht, wird in dem Fall von (a) das Verhältnis von Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm auf 70% oder mehr, bezogen auf 100% als die Gesamtheit der Silbernanoteilchen, eingestellt.
  • Das Zahlenmittel kann durch die folgende Verfahrensweise gemessen werden. Als erstes werden die erhaltenen Metallnanoteilchen mit einer Vergrößerung von ungefähr 500000 unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) untersucht. Als nächstes werden die Primärteilchengrößen von 200 Teilchen von dem erhaltenen Bild gemessen. Die Korngrößenverteilung wird basierend auf dem Ergebnis der Messung bestimmt. Als nächstes wird unter Verwendung der so erhaltenen Korngrößenverteilung das Verhältnis der Metallnanoteilchen mit einer Primärteilchengröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm unter den gesamten Metallnanoteilchen bestimmt.
  • So ist es möglich, ein dispergiertes Material zu erhalten, in welchem Silbernanoteilchen dispergiert sind, die mit dem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert sind.
  • Als nächstes wird das so erhaltene dispergierte Material so eingestellt, dass ein Endgehalt an Metallen (Silbergehalt), bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, innerhalb des Bereiches von 2,5 bis 95 Gew.-% liegt. Wenn das dispergierte Material als eine wässrige Phase ausgebildet ist, ist es bevorzugt, das den Gehalt von Wasser und dem Alkohol als ein Lösemittel auf 1% oder mehr und 2% oder mehr einzustellen. Als nächstes wird ein oder werden zwei oder mehrere Additive, ausgewählt aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, hinzugefügt. Der Gehalt des Additivs wird so eingestellt, dass er in den Bereich von 1/1000 bis 1/5 des Gewichts der Silberteilchen fällt. So wird eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode erhalten. In der Zusammensetzung werden Silbernanoteilchen in dem Dispergiermedium dispergiert, welche durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert sind und darüber hinaus sind ein oder zwei oder mehrere Additive, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, umfasst.
  • (b) In dem Fall des Verwendens von Silbernanoteilchen, die mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert sind.
  • Das dispergierte Material wird hergestellt auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Fall (a), während das Natriumcitrat, welches in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels verwendet wird, gegen Natriummaleat ausgetauscht wird. Somit wird ein dispergiertes Material, welches Silbernanoteilchen dispergiert, die chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, erhalten.
  • (c) In dem Fall des Verwendens von Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1.
  • Das dispergierte Material wird auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Fall (a) hergestellt, während das Natriumcitrat, welches in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels verwendet wird, gegen Natriumglykolat ausgetauscht wird. So wird ein dispergiertes Material, welches Silbernanoteilchen dispergiert, welche chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1, erhalten.
  • (d) In dem Fall des Herstellens eines Schutzmittels, welches die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, um eine organische Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, zu enthalten.
  • Als ein Metall, welches die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen bildet, ist es möglich, Au, Pt, Pd, Ru, Ni, Cu, Sn, In, Zn, Fe, Cr oder Mn zu verwenden. Das dispergierte Material wird auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Fall (a) hergestellt, während das Silbernitrat, welches für die Herstellung der wässrigen Lösung des Metallsalzes verwendet wird, gegen Chloraurat, Chlorplatinat, Palladiumnitrat, Rutheniumtrichlorat, Nickelchlorat, Kupfernitrat, Zinndichlorid, Indiumnitrat, Zinkchlorid, Eisensulfat, Chromsulfat oder Mangansulfat ausgetauscht wird. In dem so erhaltenen dispergierten Material (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) sind die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen durch ein Schutzmittel einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert.
  • Wenn die Kohlenstoffanzahl in dem Kohlenstoffgrundgerüst der organischen Molekülhauptkette des Schutzmittels, welches die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, auf 1 oder 2 eingestellt wird, wird das dispergierte Material auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Fall (b) oder (c) hergestellt, während das Silbernitrat, welches in der Herstellung der wässrigen Lösung des metallischen Salzes verwendet wird, durch die zuvor beschriebenen Spezies an metallischem Salz ausgetauscht wird. In dem so erhaltenen dispergierten Material (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) ist die Kohlenstoffanzahl des Kohlenstoffgrundgerüstes der organischen Molekülhauptkette des Schutzmittels, welches die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, gleich 1 oder 2.
  • Herstellung einer Elektrode
  • Die Herstellung der Elektrode wird beschrieben bezugnehmend auf den Fall der Verwendung von Metallnanoteilchen, umfassend Silbernanoteilchen, sowie andere Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen. In dem Fall, in welchem das dispergierte Material, welches durch das Verfahren (a) hergestellt wird, um Silbernanoteilchen zu umfassen, als das erste dispergierte Material definiert wird und das dispergierte Material, welches durch das Verfahren des oben beschriebenen Falles (d) hergestellt wird, um andere Metallnanoteilchen als Silbernanoteilchen zu umfassen, als das zweite dispergierte Material definiert wird, wird das erste dispergierte Material mit 75 Gew.-% oder mehr und das zweite dispergierte Material mit weniger als 25 Gew.-% miteinander gemischt, so dass der Gesamtgehalt des ersten dispergierten Materials und des zweiten dispergierten Materials 100 Gew.-% entspricht. Anstelle des ersten dispergierten Materials als eine Alternative zu dem dispergierten Material, welches durch die oben beschriebene Methode (a) hergestellt wird, ist es möglich, Silbernanoteilchen zu verwenden, welche ein dispergiertes Material, welches hergestellt wird durch das Verfahren gemäß Fall (b), oder welche die Silbernanoteilchen, enthaltend das dispergierte Material, welches durch das Verfahren des oben beschriebenen Falles (c) hergestellt wird, umfassen.
  • Ein Verfahren des Herstellens einer Elektrode unter Verwendung des so hergestellten dispergierten Materials (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) wird im folgenden beschrieben.
  • Als erstes wird das oben beschriebene dispergierte Material (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) auf einem Basismaterial unter Verwendung eines Verfahrens der feuchten Beschichtung aufgetragen. Der Film, welcher mit dem Verfahren der feuchten Beschichtung beschichtet wurde, wird so gebildet, dass die Filmdicke nach dem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 μm, liegt. Das oben beschriebene Basismaterial kann ein Substrat sein, welches aus einem beliebigen Material hergestellt ist, ausgewählt aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich transparenten elektrisch-leitfähigen Materialien, einem makromolekularen Material oder einem Metall. Alternativ kann das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich transparenten elektrisch-leitfähigen Materialien, einem makromolekularen Material oder einem Metall, sein. Vorzugsweise ist das Basismaterial ein Solarzellenelement oder ein Solarzellenelement, welches mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist. Für die transparente Elektrode kann Indiumzinnoxid (ITO), mit Antimon dotiertes Zinnoxid (Antimon-Zinn-Oxid: ATO), NESA (Zinnoxid: SnO2), Indiumzinkoxid (IZO), mit Aluminium dotiertes ZnO (AZO) oder ähnliches verwendet werden. Darüber hinaus kann ein Dünnfilm eines dielektrischen Materials, wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet werden. Für das makromolekulare Substrat kann ein Substrat verwendet werden, welches aus einem organischen Polymer, wie Polyimid, Polyethylenterephthalat (PET) oder ähnliche, hergestellt ist. Das oben beschriebene dispergierte Material wird auf der Oberfläche einer photoelektrischen Halbleiterumwandlungsschicht des Solarzellenelementes oder auf der Oberfläche einer transparenten Elektrode eines Solarzellenelementes, welches mit der transparenten Elektrode ausgestattet ist, beschichtet.
  • Die Filmdicke des dispergierten Materials, welches auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, ist wegen des folgenden Grundes auf einem Bereich von 0,1 bis 2,0 μm beschränkt. Wenn die Filmdicke weniger als 0,1 μm beträgt, wird die Oberflächenbeständigkeit unzureichend im Vergleich zu dem erforderlichen Wert in der Elektrode der Solarzelle. Eine Dicke, die 2,0 μm übersteigt, bewirkt keinen Nachteil in der Eigenschaft, erfordert allerdings eine übermäßig große Menge an Material und verbraucht überflüssigerweise Material. Das oben beschriebene Verfahren der feuchten Beschichtung wird vorzugsweise ausgewählt aus einem Sprühbeschichtungsverfahren, einem Dispenserbeschichtungsverfahren, einem Spinbeschichtungsverfahren, einem Rakelbeschichtungsverfahren (Streichmesserbeschichtungsverfahren), einem Schlitzbeschichtungsverfahren, einem Inkjetbeschichtungsverfahren, einem Rasterdruckverfahren, einem Offsetdruckverfahren und einem Düsenbeschichtungsverfahren. Allerdings ist das Verfahren der feuchten Beschichtung nicht auf die oben beschriebenen Verfahren beschränkt und es ist möglich, jedes andere Verfahren anzuwenden.
  • In dem Sprühbeschichtungsverfahren wird das dispergierte Material durch Pressluft zerstäubt und auf das Basismaterial aufgetragen oder das dispergierte Material selbst wird unter Druck gesetzt, zerstäubt und auf das Basismaterial aufgetragen. In dem Dispenserbeschichtungsverfahren wird zum Beispiel das dispergierte Material in einer Injektionsspritze gelagert. Das dispergierte Material wird aus einer Mikrodüse an der Spitze der Injektionsspritze durch Drücken des Kolbens des Injektionsspritze ausgestoßen, wobei es auf dem Basismaterial aufgetragen wird. In der Spinbeschichtungsmethode wird das dispergierte Material auf das rotierende Basismaterial getropft und das getropfte dispergierte Material wird über den Kreisumfang des Basismaterials durch die Zentrifugalkraft verteilt. In dem Rakelbeschichtungsverfahren wird das Basismaterial in einem zuvor bestimmten Intervall von einer Spitze eines Messers aufgetragen, wobei das Basismaterial in horizontaler Richtung bewegt wird, das dispergierte Material auf der oberen Seite bezüglich des Messers auf das Basismaterial aufgetragen wird und das Basismaterial in Richtung der unteren Seite bewegt wird. In dem Schlitzbeschichtungsverfahren fließt das dispergierte Material aus einem engen Schlitz und wird auf das Basismaterial aufgetragen. In dem Inkjetbeschichtungsverfahren wird das Basismaterial in eine Tintenpatrone eines kommerziell erhältlichen Tintenstrahldruckers gefüllt und auf die Oberfläche des Basismaterials durch Tintenstrahldrucken aufgedruckt. In dem Rasterdruckverfahren wird ein feines Drahtgeflecht als ein Mustermaterial verwendet und das dispergierte Material wird auf das Basismaterial durch einen Druckblock, welcher auf dem Drahtnetz angeordnet ist, gegeben. Das Offsetdruckverfahren ist ein Druckverfahren, welches die Hydrophobie einer Tinte benutzt, in welchem das dispergierte Material, welches an einer Platte anhaftet, nicht direkt auf das Basismaterial geklebt wird, sondern zunächst auf eine Kautschukfolie übertragen wird und dann das dispergierte Material von der Kautschukfolie auf das Basismaterial übertragen wird. In der Düsenbeschichtungsmethode wird das dispergierte Material, welches aus einer Düse bereitgestellt wird, mittels eines Ansaugstutzens verteilt, durch eine Düse auf einem dünnen Film ausgestoßen und auf die Oberfläche eines laufenden Basismaterials aufgetragen. Das Düsenbeschichtungsverfahren umfasst ein Beschichtungsverfahren durch eine Führungsnut, ein Beschichtungsverfahren durch eine Gleitfläche und ein Vorhangbeschichtungsverfahren.
  • Als nächstes wird das Basismaterial mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche gebildet wurde, durch Halten bei einer Temperatur von 130 bis 400°C, vorzugsweise 140 bis 200°C, für 10 Minuten bis 1 Stunde, vorzugsweise 15 bis 40 Minuten, an der Luft eingebrannt. Vorliegend wurde die Dicke des dispergierten Materials, welches auf dem Basismaterial gebildet wurde, oder die Einbrenntemperatur des dispergierten Materials, welches auf dem Basismaterial aufgetragen wurde, auf 130 bis 400°C wegen des folgenden Grundes beschränkt. Wenn die Einbrenntemperatur niedriger als 130°C ist, ist es nicht möglich, die Metallnanoteilchen miteinander ausreichend zu sintern und es ist schwierig, das Schutzmittel durch Wärme zu dem Zeitpunkt des Einbrennens zu desorbieren oder zu zersetzen (Isolierung, Verbrennen). Als ein Ergebnis verbleiben große Mengen an organischen Resten in der Elektrode und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion werden durch Verändern oder Verschlechtern des Restes reduziert. Wenn die Einbrenntemperatur 400°C übersteigt, ist es schwierig, den produktiven Vorteil von Niedrigtemperaturverfahren auszunutzen. Daher werden die Produktionskosten erhöht und die Produktivität wird verschlechtert. Der Zeitpunkt des Einbrennens des Films des dispergierten Materials, welches auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wurde, wurde auf einen Bereich von 10 Minuten bis 1 Stunde wegen des folgenden Grundes beschränkt. Wenn die Zeit kleiner als 10 Minuten ist, ist es nicht möglich, die Metallnanoteilchen ausreichend miteinander zu Sintern und es wird schwierig, das Schutzmittel durch Wärme zum Zeitpunkt des Einbrennens zu desorbieren oder zu zersetzen (Isolieren/Verbrennen). Als ein Ergebnis verbleibt eine große Menge an organischen Resten in der Elektrode und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion werden durch Verändern oder Verschlechtern des Restes reduziert. Wenn die Einbrennzeit 1 Stunde übersteigt, erhöhen sich die Produktionskosten übermäßig und die Produktivität wird reduziert, obwohl die Eigenschaften nicht beeinflusst werden.
  • Da die oben beschriebene Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle eine große Menge an Metallnanoteilchen mit einer relativ großen Größe von Primärteilchen in einer Größe von 10 bis 50 nm umfasst, wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen reduziert und das Verhältnis des Schutzmittels wird reduziert. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und welche im Wesentlichen frei von organischem Material ist, wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der oben beschriebenen Zusammensetzung durch Desorption oder Zersetzung oder Desorption und Zersetzung des organischen Moleküls in dem Schutzmittel. Daher wird eine Veränderung oder Verschlechterung des organischen Materials vermieden, und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion der Elektrode wird selbst dann auf einem hohen Level aufrecht gehalten, wenn die Solarzelle, welche ausgehend von der oben beschriebenen Elektrode hergestellt wird, einer langen Verwendung unterworfen wird, und daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Elektrode 80% oder mehr von elektromagnetischen Wellen mit einer Wellenlänge von 750 bis 1500 nm reflektieren, wobei es sich um die elektromagnetische Welle eines sichtbaren Bereiches bis zum Infrarotbereich handelt, und die elektrische Leitfähigkeit, in anderen Worten die Volumenbeständigkeit der Elektrode, kann aufrecht erhalten werden bei einem extrem niedrigen Gehalt von weniger als 2 × 10–5 Ω·cm (20 × 10–6 Ω·cm), wenn die oben beschriebene Elektrode für 1000 Stunden in einem Thermo-Hygrostat bei einer Temperatur von 100°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50% gelagert wird. Eine Solarzelle unter Verwendung der so gebildeten Elektrode kann eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Reflexion unter einem langen Zeitraum aufrecht erhalten und ist hervorragend im Hinblick auf eine dauerhaften Stabilität.
  • Zweite Ausführungsform
  • Zusammensetzung
  • Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Zusammensetzung sein, welche eine Konstitution aufweist, die gleich ist zu der Zusammensetzung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform und welche darüber hinaus ein oder zwei oder mehrere Spezies von Additiven, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, organischen Metallverbindungen und Silikonöl, umfasst. Durch den Effekt des Metalloxids, Metallhydroxids, der organischen Metallverbindung oder des Silikonöls, welche in der Zusammensetzung als ein Additiv enthalten sind, ist es möglich, die Adhäsion zu dem Basismaterial ohne Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit zu verbessern. Die Verbesserung der Haftung wird durchgeführt durch chemisches Binden mit dem Basismaterial, einem verbesserten Ankereffekt oder durch eine verbesserte Benetzung der Metallnanoteilchen mit dem Basismaterial während dem Einbrennprozess bei 130 bis 400°C.
  • Darüber hinaus ist es möglich, das Kornwachstum auf Grund des Sinterns der Metallnanoteilchen miteinander zu unterdrücken, wenn die Elektrode unter Verwendung dieser Zusammensetzung hergestellt wird. Dadurch ist es möglich, eine Elektrode mit einem zufriedenstellenden Aufbau herzustellen. Darüber hinaus ist es möglich, die mittlere Oberflächenrauheit des Aufbaus einzustellen. Da ein Vakuumverfahren zu dem Zeitpunkt der Filmbildung in der Herstellung von einer Elektrode einer Solarzelle unter Verwendung der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, bestehen nur geringe Einschränkungen hinsichtlich des Verfahrens und es ist möglich, die laufenden Kosten der Herstellungsanwendung zu reduzieren.
  • Wenn eine Elektrode unter Verwendung einer Zusammensetzung hergestellt wird, welche das oben beschriebene Metalloxid oder ähnliches nicht umfasst, weist die hergestellte Elektrode eine größere Oberflächenrauheit auf. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass der photoelektrische Umwandlungseffekt unter spezifischen Bedingungen der Unebenheit der Oberfläche der Elektrode optimiert wird. Daher ist es unmöglich, eine Oberfläche einer Elektrode mit einem hervorragenden photoelektrischen Umwandlungseffekt nur durch Erhöhen der Oberflächenrauheit zu bilden. Durch die Auswahl der Spezies, der Konzentration oder ähnliches des Metalloxids oder von ähnlichen Materialien in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Oberfläche mit einer optimierten Oberflächenrauheit zu bilden.
  • Der Gehalt des Additivs ist 0,1 bis 20%, vorzugsweise 0,2 bis 10%, des Gewichtes der Silbernanoteilchen, welche die Metallnanoteilchen bilden, Wenn der Gehalt des Additivs weniger als 0,1% beträgt, wird die Adhäsion zwischen dem Basismaterial und der Elektrode nicht verbessert. Wenn der Gehalt des Additivs 20% übersteigt, besteht ein nachteiliger Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit der hergestellten Elektrode, was zu dem Nachteil führt, dass der Volumenwiderstand der Elektrode 2 × 10–5 Ω·cm übersteigt.
  • Im Hinblick auf das Metalloxid ist es möglich, ein Oxid oder ein Komplexoxid zu verwenden, welches mindestens ein Metall enthält, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Zinn, Indium und Antimon. Spezifische Beispiele für das Komplexoxid umfassen Komplexoxide auf Basis von Indiumoxid/Zinnoxid (ITO: Indium-Zinn-Oxid), Komplexoxide auf Basis von Antimonoxid und Zinnoxid (Antimon-Zinn-Oxid: ATO), Komplexoxide auf Basis von Indiumoxid/Zinkoxid (IZO: Indium-Zink-Oxid) oder ähnliches. Als das Metallhydroxid ist es möglich, ein Hydroxid zu verwenden, welches mindestens ein Metall enthält, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Zinn, Indium und Antimon.
  • Als die organische Metallverbindung ist es möglich, eine Metallseife, ein Metallkomplex oder ein Metallalkoxid von Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Indium und Zinn zu verwenden. Zum Beispiel ist es möglich, als Metallseife Nickelacetat, Silberacetat, Kupfercitrat, Zinnacetat, Zinkacetat, Zinkoxalat oder ähnliches zu verwenden. Als der Metallkomplex ist es möglich, Zinkacetylacetonat, Chromacetylacetonat, Nickelactylacetonat und ähnliches zu verwenden. Als das Metalloxid ist es möglich, Zirkoniumbutoxid, Titanisopropoxid, Methylsilikat, Isocyanatopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan oder ähnliches zu verwenden. Als das Silikonöl ist es möglich, sowohl ein geradkettiges Silikonöl als auch ein modifiziertes Silikonöl zu verwenden.
  • Als das modifizierte Silikonöl ist es möglich, eines vom Seitenketten-Typ, eines vom Zweienden-Typ, eines vom Einenden-Typ oder eines vom Seitenkettenzweienden-Typ zu verwenden, wobei ein organischer Rest in einen Teil der Seitenketten des Polysiloxans in dem Seitenketten-Typ eingeführt wird, organische Reste in die beiden Enden des Polysiloxans in einem vom Zweiend-Typ eingeführt werden, ein organischer Rest in ein Ende der Zwei Enden des Polysiloxans vom Einenden-Typ eingeführt wird und organische Reste in einen Teil der Seitenketten und in zwei Enden des Polysiloxans vom Zweiend-Typ eingeführt werden. Beide Spezies des modifizierten Silikonöls, das heißt, das reaktive Silikonöl und das nicht-reaktive Silikonöl, können verwendet werden als Additiv gemäß der vorliegenden Erfindung. Das reaktive Silikonöl ist ein Aminomodifizierungsmittel, ein Epoxymodifizierungsmittel, ein Carboxymodifizierungsmittel, ein Carbinolmodifizierungsmittel, ein Mercaptomodifizierungsmittel und ein Modifizierungsmittel für unterschiedliche funktionelle Gruppen (Epoxyrest, Aminorest, Polyetherrest). Das nicht-reaktive Silikonöl ist ein Polyethermodifizierungsmittel, ein Methylstyrylmodifizierungsmittel, ein Alkylmodifizierungsmittel, ein Modifizierungsmittel eines höheren Fettsäureesters, ein Fluormodifizierungsmittel und ein spezifisches hydrophiles Modifizierungsmittel.
  • Verfahren zum Herstellen einer Zusammensetzung
  • (a) In dem Fall der Verwendung von Silbernanoteilchen, welche mit einem Schutzmittel chemisch modifiziert sind, welches eine Hauptkette eines organischen Moleküls umfasst, das ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3 umfasst.
  • Zunächst wird auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform das dispergierte Material so hergestellt, dass die metallischen Nanoteilchen (Silber), welche mit dem Schutzmittel chemisch modifiziert sind, das eine Hauptkette eines organischen Moleküls mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 umfasst, in einem Dispergiermedium dispergiert werden. Das so erhaltene dispergierte Material wird so eingestellt, dass der Endgehalt (Ziel) an Metall (Silbergehalt) innerhalb des Bereiches von 2,5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, beträgt. Wenn das Dispergiermedium gebildet wird aus einer wässrigen Lösung, enthaltend einen Alkohol, ist es bevorzugt, das Wasser und den Alkohol in dem Lösemittel so einzustellen, dass sie 1% oder mehr bzw. 2% oder mehr betragen.
  • Als nächstes wird ein oder zwei oder mehrere Additive, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, zu dem dispergierten Material gegeben. Der Gehalt des Additivs wird in einem Bereich von 1/1000 bis 1/5 des Gewichtes der Silbernanoteilchen eingestellt. Durch dieses Einstellen ist es möglich, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle zu erhalten, worin Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, in dem Dispergiermedium dispergiert sind, und welche ein oder zwei oder mehrere Spezies an Additive, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, darüber hinaus umfasst.
  • Ähnliche Verfahren können angewendet werden auf
    • (b) einen Fall der Verwendung von Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2,
    • (c) einen Fall der Verwendung von Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel in einer organischen Molekülhauptkette, umfassend Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1,
    • (d) einen Fall der Verwendung von Metallnanoteilchen, welche anders sind als die Silbernanoteilchen und welche chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, und einem Fall der Verwendung von Metallnanoteilchen, welche anders sind als die Silbernanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1 oder 2. In jedem Fall werden nach Bilden eines dispergierten Materials auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform ein oder zwei oder mehrere Spezies an Additiven, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, darüber hinaus auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Fall (a) zugegeben. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode zu erhalten, in welcher Metallnanoteilchen, welche chemisch modifiziert sind mit einem Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, in dem Dispergiermedium dispergiert sind und welche eine oder mehrere Spezies an Additiven, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen, darüber hinaus umfasst.
  • Wenn die anderen Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen sowie die Silbernanoteilchen umfasst sind, wird die Zusammensetzung auf die folgende Weise hergestellt. Ein erstes dispergiertes Material, enthaltend Silbernanoteilchen, wird durch eine der oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Ein zweites dispergiertes Material, enthaltend andere Metallnanoteilchen als die Silbernanoteilchen, wird durch die zuvor beschriebene Methode hergestellt. Das erste dispergierte Material von weniger als 75 Gew.-% und das zweite dispergierte Material von nicht weniger als 25 Gew.-% werden miteinander vermischt, so dass der Gesamtgehalt der Summe des ersten dispergierten Materials und des zweiten dispergierten Materials 100 Gew.-% entspricht.
  • Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode unter Verwendung des so hergestellten dispergierten Materials (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) wird beschrieben.
  • Zunächst wird das oben beschriebene dispergierte Material (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle) auf einem Basismaterial unter Verwendung eines Verfahrens der feuchten Beschichtung aufgetragen. Der Film, welcher mit dem Verfahren der feuchten Beschichtung beschichtet wird, wird so gebildet, dass die Filmdicke nach einem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 μm, liegt. Das oben beschriebene Basismaterial kann ein Substrat sein, welches hergestellt wird aus einem beliebigen Material aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularem Material oder einem Metall. Alternativ kann das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularem Material oder einem Metall, sein. Vorzugsweise ist das Substrat ein Solarzellenelement oder ein Solarzellenelement, welches mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist. Als die transparente Elektrode ist es möglich, ITO, ATO, NESA, IZO, AZO oder ähnliches zu verwenden. Darüber hinaus kann ein dünner Film eines dielektrischen Materials, wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet werden. Als das makromolekulare Substrat ist es möglich, ein Substrat zu verwenden, welches hergestellt wird aus einem organischen Polymer, wie einem Polyimid, einem Polyethylenterephthalat (PET) oder ähnliches. Das oben beschriebene dispergierte Material wird auf die Oberfläche einer photoelektrischen Halbleiterumwandlungsschicht des Solarzellenelements oder auf die Oberfläche einer transparenten Elektrode einer Solarzelle, welche mit der transparenten Elektrode ausgestattet ist, aufgetragen. Das oben beschriebene Verfahren der feuchten Beschichtung wird vorzugsweise ausgewählt aus einem Verfahren, ausgewählt aus einer Sprühbeschichtungsmethode, einer Dispenserbeschichtungsmethode, einer Spinbeschichtungsmethode, einer Rakelbeschichtungsmethode, einer Schlitzbeschichtungsmethode, einer Inkjetbeschichtungsmethode, einer Siebdruckmethode, einer Offsetdruckmethode und einer Düsenbeschichtungsmethode. Allerdings ist das Verfahren der feuchten Beschichtung nicht auf die zuvor beschriebenen Methoden beschränkt und es ist möglich, jede beliebige andere Methode anzuwenden.
  • Als nächstes wird das Basismaterial mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wurde, durch Halten einer Temperatur von 130 bis 400°C, vorzugsweise 200 bis 400°C, für 5 Minuten bis 1 Stunde, vorzugsweise 15 bis 40 Minuten, an der Luft oder in einer Inertgasatmosphäre von Stickstoff oder Argon eingebrannt.
  • Hier ist die Dicke des dispergierten Materials, welches auf dem Basismaterial geformt wird, beschränkt auf 0,1 bis 2,0 μm und die Einbrenntemperatur des dispergierten Materials, welches auf dem Basismaterial gebildet wird, ist beschränkt auf 130 bis 400°C wegen demselben Grund wie in der ersten Ausführungsform. Die Einbrennzeit des Films des dispergierten Materials, welcher auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wurde, wurde wegen des folgenden Grundes auf einen Bereich von 5 Minuten bis 1 Stunde beschränkt. Wenn die Zeit kürzer als 5 Minuten ist, ist es nicht möglich, ein ausreichendes Sintern der Metallnanoteilchen miteinander zu erreichen und es ist schwierig, das Schutzmittel durch Wärme zu dem Zeitpunkt des Sinterns zu desorbieren oder zu zersetzen (Isolieren/Verbrennen). Als ein Ergebnis verbleiben große Mengen des organischen Restes in der Elektrode und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion werden durch Verändern oder Verschlechtern des Restes reduziert. Wenn die Einbrennzeit 1 Stunde übersteigt, werden die Produktionskosten erheblich größer und die Produktivität wird reduziert, obwohl die Eigenschaft nicht verändert wird.
  • Da die oben beschriebene Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle große Mengen an Metallnanoteilchen mit einer relativ großen Größe von Primärkorngrößen von 10 bis 50 nm umfasst, wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen reduziert und das Verhältnis (Anteil) des Schutzmittels wird reduziert. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und welche im Wesentlichen frei von organischem Material ist, wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der oben beschriebenen Zusammensetzung durch Desorption oder Zersetzung oder Desorption und Zersetzung der organischen Moleküle in dem Schutzmittel. Daher wird die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode auf einem hohen Level aufrechterhalten, selbst wenn die Solarzelle, welche mit der oben beschriebenen Elektrode beschichtet ist, einer langen Verwendung unterzogen wird und daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Elektrode 80% oder mehr einer elektromagnetischen Welle mit einer Wellenlänge von 750 bis 1500 nm, bei welcher es sich um eine elektromagnetische Wellenlänge des sichtbaren Bereiches oder des Infrarotbereiches handelt, reflektieren und die elektrische Leitfähigkeit, in anderen Wörtern ausgedrückt der Volumenwiderstand der Elektrode, kann auf einem extrem niedrigen Level von weniger als 2 × 10–5 Ω·cm aufrecht gehalten werden, nachdem die zuvor beschriebene Elektrode für 1000 Stunden in einem Thermo-Hygrostat gelagert wurde, in welcher eine Temperatur von 100°C und eine Luftfeuchtigkeit von 50% herrscht.
  • Durch Einbrennen gemäß den oben beschriebenen Bedingungen ist es möglich, eine elektrisch-leitfähige Beschichtung (Film) auf der Oberfläche des Basismaterials zu erzeugen. Da die so gebildete elektrisch-leitfähige Beschichtung mit dem Effekt des Unterdrückens des Kornwachstums durch Sintern der Metallnanoteilchen bereitgestellt wird, hat die Beschichtung einen zufriedenstellenden Aufbau. Darüber hinaus ist es möglich, durch Auswahl der Spezies und der Menge an Additiven in der verwendeten Zusammensetzung eine Beschichtung mit einer bestimmten Oberflächenrauheit des Aufbaus zu erhalten. Es ist bevorzugt, dass die gebildete elektrisch-leitfähige Beschichtung eine mittlere Oberflächenrauheit innerhalb eines Bereiches von 10 bis 100 nm aufweist. Eine mittlere Oberflächenrauheit innerhalb des oben beschriebenen Bereiches ist ein geeigneter Bereich für einen Aufbau einer Rückseitenelektrode als ein Bestandteil einer Solarzelle vom Substrat-Typ. Die gebildete elektrisch-leitfähige Beschichtung weist einen Widerstand nahe dem Widerstand des Metalls selbst auf, welches die Metallnanoteilchen bildet, und die in der Zusammensetzung enthalten sind. Darüber hinaus ist es möglich, eine hervorragende Reflexion nahe der Reflexion des Metalls selbst zu erhalten, welches die Metallnanoteilchen bildet und die in der Zusammensetzung enthalten sind.
  • Wie oben beschrieben, umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung das Durchführen einer Filmbildung durch Beschichten der oben beschriebenen Zusammensetzung zur Herstellung einer Elektrode auf einem Basismaterial mit einem Verfahren der feuchten Beschichtung und das Durchführen eines Einbrennens eines Basismaterials mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche aufgetragen ist, innerhalb des oben beschriebenen Temperaturbereiches. Gemäß dieser Herstellungsmethode ist es möglich, eine Elektrode durch ein einfaches Verfahren durch feuchtes Beschichten der Zusammensetzung zum Ausbilden eines Filmes auf dem Basismaterial und Einbrennen des Basismaterials, welches mit dem Film beschichtet ist, zu bilden. Daher kann auf ein Vakuumverfahren zu dem Zeitpunkt der Filmbildung verzichtet werden. Daher unterliegt das Verfahren nur geringen Einschränkungen und die laufenden Kosten für die Herstellungsanwendung können reduziert werden. Darüber hinaus kann eine Solarzelle, welche die so gebildete Elektrode verwendet, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Reflexion auch nach einer langen Verwendung noch aufrecht halten und weist eine hervorragende dauerhafte Stabilität auf.
  • Dritte Ausführungsform
  • Elf Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Bilden eines Films durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung und Einbrennen des Basismaterials mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wurde. Insbesondere umfasst das Herstellungsverfahren das Bilden des Films durch Auftragen der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung, so dass die Dicke des Films nach einem Einbrennen in einem Bereich von 0,1 bis 2,0 μm liegt, und Einbrennen des Basismaterials mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wurde, bei 130 bis 400°C. Als die Zusammensetzung, welche in der oben beschriebenen Methode des Herstellens einer Elektrode verwendet wird, ist es möglich, eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle zu verwenden, welche in der obigen ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.
  • Das oben beschriebene Verfahren des Bildens einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung kann so ausgebildet sein, dass es das Durchführen einer Primer-Behandlung des Basismaterials umfasst. Mittels Durchführen der Primer-Behandlung, um eine Unterbeschichtung auf dem Basismaterial vor dem Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf dem Basismaterial und Einbrennen des Basismaterials zum Bilden der Elektrode zu bilden, ist es möglich, die Adhäsion der Elektrode mit dem Basismaterial zu verbessern. Die Primer-Behandlung wird durchgeführt durch Beschichten des Beschichtungsmaterials wie unten beschrieben. Als das Beschichtungsmaterial, welches in der Primer-Behandlung verwendet wird, ist es bevorzugt, ein Beschichtungsmaterial zu verwenden, welches Metalloxide von einem oder zwei oder mehreren Metallen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Sn, Pd, Zn, Ni, Mo, Cr, Mn, Al, Zr, Ti, Ru, Pt, In und Si, umfasst. Beispiele für das Metalloxid umfassen Ag2O, CuO, PdO, ZnO, NiO, MoO2, Al2O3, ZrO, TiO2, In2O3 und SiO2 oder ähnliche. Darüber hinaus enthält das Beschichtungsmaterial vorzugsweise ein oder zwei oder mehrere Harze. Als das Harz ist es möglich, ein Acryl-, Vinylacetat-, Epoxy-, Polyester-, Polyurethan-, Cellulose-, Polyvinylpyrrolidon-Harz, ein modifiziertes Harz der vorstehend erwähnten Harze oder ein Copolymer zu verwenden, das ein oben beschriebenes Harz als eine Struktureinheit umfasst. Das Harz umfasst vorzugsweise einen Bestandteil, welcher zusammengesetzt ist aus einem oder zwei oder mehreren Bestandteilen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Isocyanat-Komponente, einer Polyester-Komponente und einer Polyether-Komponente. Weitere bevorzugt sind alle der oben beschriebenen drei Komponenten als Bestandteile in dem Harz umfasst. Die Isocyanat-Komponente kann 2,4-Tolylendiisocyanat sein, die Polyester-Komponente kann ein Polycaprolacton sein, die Polyether-Komponente kann ein Polyethylenglykol sein. Zum Beispiel ist es möglich, ein Copolymer zu verwenden, welches Komponenten von 2,4-Tolylendiisocyanat, Polycaprolacton und Polyethylenglykol in einem molaren Verhältnis von 20:50:1 umfasst. Vorzugsweise umfasst das beschichtete Material ein oder zwei oder mehr Alkoxide. Als ein Metallalkoxid ist es möglich, Tetraethoxysilan, Tetrabutoxysilan, Tetrabutoxytitan, Titanisopropoxid, Zirkoniumbutoxid oder ähnliches zu verwenden. Vorzugsweise umfasst das beschichtete Material ein oder zwei oder mehrere von einer Metallseife. Als die Metallseife ist es möglich, Calciumstearat, Magnesiumstearat, Zinkstearat, Zinn-2-ethylhexanat oder ähnliches zu verwenden. Darüber hinaus kann das beschichtete Material ein oder zwei oder mehrere Kupplungsmittel umfassen. Als das Kupplungsmittel ist es möglich, 3-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan, Triethanolamintitanat oder ähnliches zu verwenden.
  • Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
  • Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode unter Verwendung eines dispergierten Materials (Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle), welches auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform gebildet wird, beschrieben. Zunächst wird eine Primer-Behandlung auf einer Oberfläche des Basismaterials durchgeführt. Ein Verfahren zum Auftragen des Beschichtungsmaterials zu dem Zeitpunkt der Durchführung der Primer-Behandlung auf dem Basismaterial ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Methode von der Sprühbeschichtungsmethode, der Dispenserbeschichtungsmethode, der Spinbeschichtungsmethode, der Rakelbeschichtungsmethode, der Schlitzbeschichtungsmethode, der Inkjetbeschichtungsmethode, der Siebdruckmethode, der Offsetdruckmethode und der Düsenbeschichtungsmethode. Allerdings ist die Primerbeschichtungsmethode nicht auf die oben beschriebenen Methoden beschränkt und es ist möglich, jede andere Methode anzuwenden. Das Beschichtungsmaterial, welches auf dem Basismaterial aufgetragen wurde, wird durch Halten des Basismaterials für 10 Sekunden bis 30 Minuten bei einer Temperatur von 20 bis 100°C getrocknet. Alternativ kann die Beschichtung durch deren Aussetzen mit einem Wind von 20 bis 100°C für 10 Sekunden bis 30 Minuten getrocknet werden. Vorzugsweise wird die Beschichtung getrocknet durch Aussetzen mit Wind von 40°C für 15 Sekunden. Als das Basismaterial, welches der Primer-Behandlung unterworfen wird und anschließend der Bildung der Elektrode unter Verwendung der Zusammensetzung zum Herstellen der Elektrode unterworfen wird, ist es möglich, ein Substrat zu verwenden, welches ausgewählt ist aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularen Material oder einem Metall. Alternativ kann das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien sein, welche ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularen Material oder einem Metall. Darüber hinaus ist es möglich, ein Basismaterial, das mindestens ein Material eines transparenten elektrisch-leitfähigen Filmes umfasst, oder ein Basismaterial, welches einen transparenten elektrisch-leitfähigen Film aufweist, welcher auf der Oberfläche davon gebildet ist, zu verwenden. Als der transparente elektrisch-leitfähige Film ist es möglich, einen Film auf Basis von Indiumoxid, einen Film auf Basis von Zinnoxid oder einen Film auf Basis von Zinkoxid zu verwenden. Als der Film auf Basis von Indiumoxid ist es möglich, Indiumoxid, ITO und IZO zu verwenden. Als der Film auf Basis von Zinnoxid ist es möglich, NESA, ATO und Fluor-dotiertes Zinnoxid zu verwenden. Als der Film auf Basis von Zinkoxid ist es möglich, Zinkoxid, AZO und mit Gallium dotiertes Zinkoxid zu verwenden. Vorzugsweise ist das Basismaterial ein Solarzellenelement oder ein Solarzellenelement, welches mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist. Als die transparente Elektrode ist es möglich, ITO, ATO, NESA, IZO, AZO oder ähnliches zu verwenden. Als das makromolekulare Substrat ist es möglich, ein Substrat zu verwenden, welches aus einem organischen Polymer gebildet wird, wie ein Polyimid, ein Polyethylenterephthalat (PET) oder ähnliches. Die Primer-Behandlung wird durchgeführt auf der Oberfläche einer photoelektrischen halbleitenden Umwandlungsschicht des Solarzellenelementes oder auf der Oberfläche der transparenten Elektrode des Solarzellenelementes, welches mit der transparenten Elektrode ausgestattet ist, oder ähnliches.
  • Als nächstes wird die oben beschriebene Zusammensetzung (zum Beispiel die Zusammensetzung, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben ist) zum Bilden einer Elektrode einer Solarzelle auf die Oberfläche des Basismaterials aufgetragen, welche einer Primer-Behandlung durch ein Verfahren zur Feuchten Beschichtung unterworfen wurde. Der Film, welcher durch das Verfahren der feuchten Beschichtung aufgetragen wird, wird so gebildet, dass die Filmdicke nach dem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 μm, liegt. Das Verfahren der feuchten Beschichtung wird vorzugsweise ausgewählt aus einer Methode der Sprühbeschichtungsmethode, der Dispenserbeschichtungsmethode, der Spinbeschichtungsmethode, der Rakelbeschichtungsmethode, der Schlitzbeschichtungsmethode, der Inkjetbeschichtungsmethode, der Rasterdruckmethode, der Offsetdruckmethode und der Düsenbeschichtungsmethode. Allerdings ist das Verfahren der feuchten Beschichtung nicht auf die oben beschriebenen Verfahren beschränkt und es ist möglich, jedes andere Verfahren zu verwenden.
  • Als nächstes wird das Basismaterial mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wurde, eingebrannt durch Halten bei einer Temperatur von 130 bis 400°C, vorzugsweise 140 bis 300°C, für 10 Minuten bis 1 Stunde, vorzugsweise 15 bis 40 Minuten, an der Luft. Vorliegend wird die Filmdicke des dispergierten Materials, welches auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, so beschränkt, dass sie innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm wegen des folgenden Grundes liegt. Wenn die Filmdicke weniger als 0,1 μm beträgt, ist der Oberflächenwiderstand der Elektrode unzureichend im Vergleich zu dem Wert, welcher für eine Solarzelle benötigt wird. Wenn die Dicke 2,0 μm übersteigt, werden keine Nachteile in den Eigenschaften erreicht, allerdings wird die Verwendung eines übermäßig großen Materials benötigt und es wird überflüssigerweise Material verschwendet. Die Einbrenntemperatur des dispergierten Materials, welches auf dem Basismaterial gebildet wurde, wurde auf 130 bis 400°C wegen des folgenden Grundes beschränkt. Wenn die Einbrenntemperatur weniger als 130°C beträgt, ist es unmöglich, ein ausreichendes Sintern der Metallnanoteilchen miteinander zu erreichen und es ist schwierig, das Schutzmittel durch Wärme zu dem Zeitpunkt des Einbrennens zu desorbieren oder zu zersetzen (Isolieren/Verbrennen). Als ein Ergebnis verbleiben große Mengen an organischem Rest in der Elektrode und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion werden durch Verändern und Verschlechterung des Restes reduziert. Wenn die Einbrenntemperatur 400°C übersteigt, ist es unmöglich, den produktionsbedingten Vorteil des Verfahrens der niedrigen Temperatur auszunutzen. Daher werden die Produktionskosten erhöht und die Produktivität verschlechtert sind. Der Zeitpunkt des Einbrennens des Films des dispergierten Materials, welches auf der Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, wurde beschränkt auf einen Bereich von 10 Minuten bis 1 Stunde wegen des folgenden Grundes. Wenn die Zeit kürzer als 10 Minuten ist, ist es unmöglich, die Metallnanoteilchen miteinander ausreichend zu sintern und es ist schwierig, das Schutzmittel durch Wärme zu dem Zeitpunkt des Einbrennens zu desorbieren oder zu zersetzen (Isolieren/Verbrennen). Als ein Ergebnis verbleiben große Mengen an organischem Rest in der Elektrode und die elektrische Leitfähigkeit und die Reflexion werden durch Veränderung und Verschlechterung des Restes reduziert. Wenn die Einbrennzeit 1 Stunde übersteigt, erhöhen sich die Produktionskosten merklich und die Produktivität wird reduziert, obwohl die Eigenschaft nicht nachteilig beeinflusst wird.
  • Da die oben beschriebene Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle eine große Menge an Metallnanoteilchen mit einer relativ großen Größe der Primärkorngröße von 10 bis 10 nm umfasst, wird die spezifische Oberfläche der Metallnanoteilchen reduziert und das Verhältnis (Anteil) des Schutzmittels wird reduziert. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen aus Silber zusammengesetzt ist und im Wesentlichen frei von organischem Material ist, wenn eine Elektrode einer Solarzelle hergestellt wird unter Verwendung der oben beschriebenen Zusammensetzung durch Desorption oder Zersetzung oder Desorption und Zersetzung des organischen Moleküls in dem Schutzmittel. Daher wird ein Verändern und Verschlechtern des organischen Materials vermieden, die elektrische Leitfähigkeit und Reflexion der Elektrode wird auf einem hohen Level aufrecht gehalten, selbst wenn die Solarzelle, welche mit der oben beschriebenen Elektrode gebildet wird, einer langen Verwendung unterworfen wird, und daher ist es möglich, eine Elektrode mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Elektrode 80% oder mehr einer elektromagnetischen Welle mit einer Wellenlänge von 750 bis 1500 nm reflektieren, wobei es sich um eine elektromagnetische Welle im sichtbaren Bereich oder im Infrarotbereich handelt, und die elektrische Leitfähigkeit, mit anderen Worten der Volumenwiderstand, der Elektrode kann auf einem extrem niedrigen Level von weniger als 2 × 10–5 Ω·cm (20 × 10–6 Ω·cm) gehalten werden, nach Lagern der oben beschriebenen Elektrode für 100 Stunden in einem Thermo-Hygrostat, welcher eine Temperatur von 100°C und eine Luftfeuchtigkeit bei 50°C aufweist. Eine Solarzelle unter Verwendung der so hergestellten Elektrode kann eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine hohe Reflexion unter einer langen Verwendung aufrecht halten und ist hervorragend im Hinblick auf die dauerhaften Stabilität.
  • Beispiele
  • Im Folgenden werden die Beispiele der vorliegenden Erfindung und die Vergleichsbeispiele im Detail erläutert.
  • Beispiel A1
  • Zunächst wurde eine wässrige Lösung eines metallischen Salzes hergestellt durch Auflösen von Silbernitrat in deionisiertem Wasser. Andererseits wurde Natriumcitrat in deionisiertem Wasser aufgelöst, um eine wässrige Lösung von Natriumcitrat in einer 26%igen Konzentration zu erhalten. In einem Gasfluss von Stickstoff bei einer Temperatur von 35°C wurde partikelförmiges Eisensulfat direkt zugegeben und in der Lösung aufgelöst. So wurde eine wässrige Lösung eines Reduktionsmittels, enthaltend das Citration und das Eisenion in einem molaren Verhältnis von 3:2, hergestellt. Als nächstes wurde die oben beschriebene wässrige Lösung des Metallsalzes zugetropft und mit der wässrigen Lösung eines Reduktionsmittels gemischt, während die Temperatur des oben beschriebenen Stickstoffgasflusses auf 35°C gehalten wurde und während die oben beschriebene wässrige Lösung des Reduktionsmittels durch Rühren mit einem Magnetrührer bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 100 pro Minute gerührt wurde. Durch Einstellen der Konzentration jeder Lösung so, dass die zugegebene Menge der wässrigen Lösung des metallischen Salzes gleich 1/10 oder weniger der Menge der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels war, wurde die Reaktionstemperatur auf 40°C gehalten, selbst wenn die wässrige Lösung des Metallsalzes bei Raumtemperatur zugetropft wurde. Das Mischungsverhältnis der oben beschriebenen zwei wässrigen Lösungen wurde so eingestellt, dass die äquivalente Menge des Eisenions, welches als ein Reduktionsmittel zugegeben wurde, gleich der dreifachen Menge der äquivalenten Menge des Metallions war. Nach Beenden des Zutropfens der wässrigen Lösung des Metallsalzes, wurde das Rühren der gemischten Lösung für weitere 15 Minuten fortgesetzt, wodurch eine flüssige Dispersion, umfassend kolloidales Metall (Metallkolloid), erhalten wurde. Die flüssige Dispersion wies einen pH-Wert von 5,5 auf und die stöchiometrische Menge von Metallteilchen, welche in der Fluiddispersion generiert wurden, betrug 5 g/Liter. Die so erhaltene Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur belassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt.
  • Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material zugegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung (exchange cleaning) mit Methanol unterworfen. So wurde der Gehalt an Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Teilchen durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel um 71% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass bezogen auf die Gesamtheit an Silbernanoteilchen, welche 100% bildet, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm so eingestellt wurde, dass er im Zahlenmittel 71% betrug. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A1 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Mischungsverhältnis des Metalls (Silber), Wasser, Methanol und Lösemittel A auf 50 Gew.-%, 2,5 Gew.-%, 5 Gew.-% und 42,5 Gew.-% eingestellt, wobei das Lösemittel A ein gemischtes Lösemittel von Aceton und Isopropylglykol mit einem Mischungsverhältnis in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bezeichnet. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch ein Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O). Das Eisen in dem Eisensulfat wurde während der Austauschreinigung unter Verwendung von Methanol entfernt.
  • Beispiel A2
  • Die Fluiddispersion, welche auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 erhalten wurde, wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentiere Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt an Metall auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass bezogen auf 100% von Silbernanoteilchen das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 72% im Zahlenmittel eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A2 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser, Ethanol und Lösemittel A jeweils auf 50 Gew.-%, 4,5 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 41 Gew.-% eingestellt. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A3
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 73% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm umfassten. Das bedeutet, dass von den gesamten Silbernanoteilchen, welche 100% darstellen, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 73% im Zahlenmittel eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A3 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurden die Endmischungsverhältnisse von Metall (Silber), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils auf 50 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 44,0 Gew.-% eingestellt, wobei das Lösemittel B ein gemischtes Lösemittel von Cyclohexan und Methylethylketon in einem Mischungsverhältnis im Gewichtsverhältnis von 1:1 bezeichnet. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifizierte, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A4
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterzogen wurde, wurde durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 75% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter den gesamten Silbernanoteilchen, welche 100% entsprechen, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 75% im Zahlenmittel eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A4 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials betrug das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser und Ethanol in jeweils 50,0 Gew.-%, 48,0 Gew.-% und 2,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifizierte, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A5
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterzogen wurde, wurde durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 75% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter den gesamten Silbernanoteilchen, welche 100% entsprechen, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 75% im Zahlenmittel eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Chloroaurat. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol in derselben Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Goldnanoteilchen im Zahlenmittel 75% an Goldnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von den gesamten Goldnanoteilchen, welche 100% entsprechen, der Anteil der Goldnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 75% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurde 95 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 5 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A5 bezeichnet. Von 100 Gew.-% des dispergierten Materials betrug das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Gold), Wasser und Ethanol jeweils 50,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-% und 46,5 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Goldnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Goldnanoteilchen chemisch modifizierte, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A6
  • Auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten, während die Silbernanoteilchen durch Einstellen der Zentrifugalabtrennung so eingestellt wurden, dass sie im Zahlenmittel 71% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter den gesamten Silbernanoteilchen, welche 100% entsprechen, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 71% im Zahlenmittel eingestellt wurde. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Chloroplatinat. Das dispergierte Material wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Platinnanoteilchen 75% im Zahlenmittel an Platinnanopartikeln mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit an Platinnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Platinnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf 75% im Zahlenmittel eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 95 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 5 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A6 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials betrug das Endmischungsverhältnis von Metall (Summe von Silber und Platin), Wasser und Ethanol und Lösemittel A 50,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 2,5 Gew.-% und 44 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Platinnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Platinnanoteilchen chemisch modifizierte, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A7
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterzogen wurde, wurde durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel von Silbernanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Palladiumnitrat. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol in derselben Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material so durch Zentrifugalabtrennung eingestellt, dass die Palladiumnanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Palladiumnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Palladiumnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Palladiumnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 77 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 23 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A7 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde ein Endmischungsverhältnis von Metall (Summe von Silber und Palladium), Wasser, Ethanol und des Lösemittels A jeweils auf 50,0 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 46,0 Gew.-% eingestellt. Die Silbernanoteilchen und die Palladiumnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Palladiumnanoteilchen chemisch modifizierte, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A8
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Rutheniumtrichlorid hergestellt. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Rutheniumnanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Rutheniumnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Rutheniumnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Rutheniumnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 76 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 24 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A8 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Ruthenium), Wasser, Ethanol und Lösemittel A jeweils auf 75 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 21,5 Gew.-% eingestellt. Die Silbernanoteilchen und die Rutheniumnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Rutheniumnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A9
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde so eingestellt durch Zentrifugalabtrennung, dass die Silbernanoteilchen 73% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entspricht, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 73% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 gegen Nickelchlorid. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Nickelnanoteilchen 76% im Zahlenmittel an Nickelnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Nickelnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Nickelnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 76% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 76 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 24 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A9 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Nickel), Wasser, Ethanol und Lösemittel A jeweils eingestellt auf 75 Gew.-%, 2,2 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 20,8 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Nickelnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Rutheniumnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A10
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Kupfernitrat (Kupfer(I)-nitrat). Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Kupfernanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Kupfernanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Kupfernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Kupfernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel auf 72 eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 76 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 24 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A10 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Kupfer), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils eingestellt auf 75 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 16,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Kupfernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Rutheniumnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A11
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 gegen Zinndichlorid. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Zinnnanoteilchen im Zahlenmittel 72% von Zinnnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Zinnnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Zinnnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 76 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 24 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A11 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Zinn), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils auf 75 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 16,0 Gew.-% eingestellt. Die Silbernanoteilchen und die Zinnnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Zinnnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A12
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Indiumnitrat. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Indiumnanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Indiumnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Indiumnanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Indiumnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 80 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 20 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A12 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Indium), Wasser, Ethanol und Lösemittel C jeweils auf 75 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 15,0 Gew.-% eingestellt, worin das Lösemittel C ein gemischtes Lösemittel von Toluol und Hexan in einem Mischungsverhältnis in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 ist. Die Silbernanoteilchen und die Indiumnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Indiumnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A13
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 74% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 74% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Zinkchlorid. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Zinknanoteilchen im Zahlenmittel 74% von Zinknanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Zinknanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Zinknanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 74% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 80 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 20 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel 13 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Zink), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 75 Gew.-%, 10,0 Gew.-% und 15,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Zinknanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Zinknanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A14
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 75% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 75% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 gegen Chromsulfat. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Chromnanoteilchen im Zahlenmittel 75% an Chromnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Chromnanoteilchen, welche 100% entspricht, der Anteil an Chromnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 75% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 95 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 5 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel 14 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Chrom), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 75 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 20,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Chromnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Chromnanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A15
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen von Silbernitrat in Beispiel A2 durch Mangansulfat. Nach einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Mangannanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Mangannanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Mangannanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Mangannanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 95 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 5 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A15 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Mangan), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 75 Gew.-%, 3,0 Gew.-% und 22,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Mangannanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer organischen Molekülhauptkette, umfassend ein Kohlenstoffgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die Silbernanoteilchen und die Mangannanoteilchen chemisch modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A16
  • Die Fluiddispersion, welche auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 erhalten wurde, wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Ethylenglykol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 71% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 71% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel Alb bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser und gemischtes Lösemittel von Ethylenglykol und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 53 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A17
  • Die Fluiddispersion, welche auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 erhalten wurde, wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Butanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 73% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 73% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A17 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser Butanol und Lösemittel A jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 1,5 Gew.-%, 50,0 Gew.-% und 13,5 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt aber keine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A18
  • Die Fluiddispersion, welche auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 erhalten wurde, wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Propylenglykol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A18 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Propylenglykol und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 62 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt aber keine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A19
  • Die Fluiddispersion wurde erhalten auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unter Austausch des Natriumcitrats durch Natriummaleat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Diethylenglykol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A19 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Diethylenglykol und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 59 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A20
  • Die Fluiddispersion wurde erhalten auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unter Austausch des Natriumcitrats durch Natriummaleat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Glykol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A20 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Glycerol und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 35,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 29,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A21
  • Die Fluiddispersion wurde erhalten auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unter Austausch des Natriumcitrats durch Natriumglycolat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Diethylenglykol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 73% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 73% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A21 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 10,0 Gew.-% und 55 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 1, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt keine Hydroxylgruppe (-OH), enthielt jedoch eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A22
  • Eine Fluiddispersion wurde erhalten, in welcher die Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 durchgeführt wurde. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Erythritol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 73% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 73% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A22 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Erythritol, Ethanol und Lösemittel B jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 24,0 Gew.-% und 35,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A23
  • Die Fluiddispersion wurde erhalten auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unter Austausch des Natriumcitrats durch Natriummaleat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Isobornylhexanol und Ethanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 75% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 75% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A23 bezeichnet. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Isobornylhexanol und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 1,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 63,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A24
  • Die Fluiddispersion wurde erhalten auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unter Austausch des Natriumcitrats durch Natriummaleat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Die Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material zugegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Methanol unterworfen. So wurde der Gehalt von Metall (Silber) auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Partikel durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 75% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das bedeutet, dass unter der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 75% eingestellt wurde. Das dispergierte Material wurde als Beispiel A24 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser und Methanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 30,0 Gew.-% und 35,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 2, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A25
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 71% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 71% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 durch Nickelchlorid. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Nickelnanoteilchen im Zahlenmittel 71% an Nickelnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Nickelnanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Nickelnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 71% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 98 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 2 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A25 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Nickel), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 5 Gew.-% und 60 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Nickelnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Nickelnanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A26
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 71% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 71% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 gegen Kupfernitrat. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Kupfernanoteilchen im Zahlenmittel 71% an Kupfernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthalten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Kupfernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Kupfernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 71% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 98 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 2 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A26 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Kupfer), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 5 Gew.-% und 60 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Kupfernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Kupfernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A27
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 durch Zinnchlorid. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Zinnnanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Zinnnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthalten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Zinnnanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Zinnnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 98 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 2 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A27 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Zinn), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 63,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Zinnnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Zinnnanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A28
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 durch Zinkchlorid. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Zinknanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Zinknanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Zinknanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Zinknanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 98 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 2 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A28 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Zink), Wasser und Methanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 63,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Zinknanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Zinknanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A28
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 durch Chromsulfat. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Chromnanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Chromnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Chromnanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Chromnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 99 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 1 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A29 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Chrom), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 63, Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Chromnanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Chromnanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A30
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 72% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 72% eingestellt wurde. So wurde ein erstes dispergiertes Material erhalten. Andererseits wurde ein dispergiertes Material hergestellt durch Austauschen des Silbernitrats in Beispiel A2 durch Mangansulfat. Nach der Austauschreinigung durch Ethanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A2 wurde das dispergierte Material durch eine Zentrifugalabtrennung so eingestellt, dass die Mangannanoteilchen im Zahlenmittel 72% an Mangannanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass unter der Gesamtheit der Mangannanoteilchen, welche 100% entspricht, das Verhältnis der Mangannanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 72% eingestellt wurde. So wurde ein zweites dispergiertes Material erhalten. Als nächstes wurden 99 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 1 Gew.-% des zweiten dispergierten Materials gemischt. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A30 bezeichnet.
  • Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Summe von Silber und Mangan), Wasser und Ethanol jeweils eingestellt auf 35 Gew.-%, 2,0 Gew.-% und 63,0 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen und die Mangannanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen und die Mangannanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A31
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Methanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 100% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 100% eingestellt wurde. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A31 definiert. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser und Methanol eingestellt auf 3,5 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 95,5 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Beispiel A32
  • Das dispergierte Material, welches einer Austauschreinigung durch Methanol auf dieselbe Weise wie in Beispiel A1 unterworfen wurde, wurde mit einer Zentrifugalabtrennungsvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen 100% im Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm enthielten. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm im Zahlenmittel auf 100% eingestellt wurde. Dieses dispergierte Material wurde als Beispiel A32 definiert. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser und Methanol jeweils eingestellt auf 90,0 Gew.-%, 9,8 Gew.-% und 0,2 Gew.-%. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert. Das Schutzmittel, welches die chemischen Silbernanoteilchen modifiziert, enthielt eine Hydroxylgruppe (-OH) und eine Carbonylgruppe (-C=O).
  • Vergleichsbeispiel A1
  • Ein dispergiertes Material, welches einer Austauschreinigung durch Methanol unterworfen wurde, wurde durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung so eingestellt, dass die Silbernanoteilchen im Zahlenmittel 68% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufwiesen. Das heißt, dass von der Gesamtheit, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 68% eingestellt wurde. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser und Methanol jeweils auf 50,0 Gew.-%, 2,5 Gew.-% und 47,5 Gew.-% eingestellt. Die anderen Herstellungsbedingungen waren dieselben wie in Beispiel A1 Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A1 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A2
  • Ein dispergiertes Material wurde hergestellt durch Austauschen des Natriumcitrats durch Natriummevalonat in der Herstellung der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels. Bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials wurde das Endmischungsverhältnis (Ziel) von Metall (Silber), Wasser und Ethanol jeweils auf 50,0 Gew.-%, 4,0 Gew.-% und 46,0 Gew.-% eingestellt. Die anderen Herstellungsbedingungen waren wie in Beispiel A2. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A2 bezeichnet. Die Silbernanoteilchen in dem dispergierten Material wurden durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst mit einer Kohlenstoffanzahl von 4, chemisch modifiziert.
  • Vergleichsbeispiel A3
  • Ein dispergiertes Material wurde so hergestellt, dass das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Ethanol und Lösemittel A jeweils 50,0 Gew.-%, 0,7 Gew.-%, 30,0 Gew.-% und 19,3 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, betrug. Die anderen Herstellungsbedingungen waren wie in Beispiel A3. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A3 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A4
  • Ein dispergiertes Material wurde so hergestellt, dass das Endmischungsverhältnis des Metalls (Silber), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils 50,0 Gew.-%, 40,0 Gew.-%, 1,0 Gew.-% und 9,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, betrug. Die anderen Herstellungsbedingungen waren wie in Beispiel A4. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A4 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A5
  • Ein dispergiertes Material wurde unter Verwendung von Propanol in einer Austauschreinigung hergestellt. Das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber), Wasser, Propanol und Lösemittel C wurde eingestellt auf jeweils 50,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-%, 30,0 Gew.-% und 16,5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials. Die anderen Herstellungsbedingungen waren wie in Beispiel A5. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A5 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A6
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A6 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 25 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Platin), Wasser und Ethanol jeweils auf 75,0 Gew.-%, 3,5 Gew.-% und 21,5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A6 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A7
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A7 hergestellt, wobei 73 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 27 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Palladium), Wasser und Ethanol jeweils auf 75,0 Gew.-%, 2,2 Gew.-% und 22,8 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A7 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A8
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A8 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 26 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Ruthenium), Wasser und Ethanol jeweils auf 75,0 Gew.-%, 15,0 Gew.-% und 10,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurden. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A8 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A9
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A9 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 26 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Nickel), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils auf 75,0 Gew.-%, 2,2 Gew.-%, 12,8 Gew.-% und 10,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A9 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A10
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A10 hergestellt, wobei 72 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 28 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Kupfer), Wasser, Ethanol und Lösemittel C jeweils auf 75,0 Gew.-%, 4,0 Gew.-%, 11,0 Gew.-% und 10,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A10 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A11
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A11 hergestellt, wobei 73 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 27 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Zinn), Wasser und Methanol jeweils auf 35,0 Gew.-%, 4,0 Gew.-% und 61,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A11 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A12
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A12 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 26 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Indium), Wasser und Ethanol jeweils auf 35,0 Gew.-%, 30,0 Gew.-% und 35,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A12 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A13
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A13 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 26 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Zink), Wasser, Ethanol und Lösemittel A jeweils auf 35,0 Gew.-%, 10,0 Gew.-%, 20,0 Gew.-% und 35,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A13 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A14
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A14 hergestellt, wobei 73 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 27 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Chrom), Wasser, Ethanol und Lösemittel B jeweils auf 35,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-%, 20,0 Gew.-% und 40,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A14 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel A15
  • Ein dispergiertes Material wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel A13 hergestellt, wobei 74 Gew.-% des ersten dispergierten Materials und 26 Gew.-% des zweiten Materials miteinander gemischt wurden und das Endmischungsverhältnis von Metall (Silber und Mangan), Wasser, Ethanol und Lösemittel C jeweils auf 35,0 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 20,0 Gew.-% und 42,0 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% des dispergierten Materials, eingestellt wurde. Das so erhaltene dispergierte Material wurde als Vergleichsbeispiel A15 bezeichnet.
  • Vergleichstest 1 und Bewertung
  • Jede der dispergierten Materialien der Beispiele A1 bis A32 und der Vergleichsbeispiele A1 bis A15 wurden auf ein Basismaterial so aufgetragen, dass der beschichtete Film nach dem Einbrennen eine Dicke aufwies, welche in der Tabelle 3 und der Tabelle 4 unten dargestellt ist. Nach dem Auftragen wurden die Basismaterialien bei einer Temperatur eingebacken, welche unten in der Tabelle 3 und der Tabelle 4 angegeben ist. So wurde eine Elektrode auf dem Basismaterial gebildet. Als das Basismaterial wird eine Solarzelle, welche mit einem ITO-Film beschichtet ist, eine Solarzelle, welche nicht mit einem ITO-Film beschichtet ist, ein Siliziumsubstrat, eine Glasplatte, eine Polyimidplatte, eine Glasplatte, welche mit einem PET-Film beschichtet ist, oder ein ITO-Film verwendet. Die Reflexion und die elektrische Leitfähigkeit der Elektrode, welche auf jedem Basismaterial gebildet wurde, wurden vor dem Unterwerfen des Basismaterials mit der Elektrode durch einen Bewitterungstest gemessen. Die Reflexion und die elektrische Leitfähigkeit der Elektrode, welche auf jedem Basismaterial gebildet wurde, wurden darüber hinaus nach dem Bewitterungstest gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 dargestellt.
  • Der Bewitterungstest wurde durchgeführt durch Lagern des Basismaterials, welches mit der Elektrode gebildet wurde, für 1000 Stunden in einem Thermo-Hygrostat, während die Temperatur bei 100°C und die Luftfeuchtigkeit bei 50% gehalten wurden.
  • Bei der Messung der Reflexion wurde eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge von 750 bis 1500 nm (Infrarotbereich und sichtbarer Bereich) auf eine Elektrode abgestrahlt und die reflektierte elektromagnetische Welle wurde mit einem Spektrophotometer im sichtbaren UV-Bereich (V-570: Jasco Corporation) gemessen und das Verhältnis der Reflexion zu der Gesamtbestrahlung wurde berechnet. Die Primärkorngröße der Metallnanoteilchen wurde gemessen unter Verwendung eines FE-TEMs (Transmissions-Elektronenmikroskops vom Feldemissionstyp; JEOL Ltd.). Das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm wurde berechnet unter Berücksichtigung eines Fotos der Primärkörner der Metallnanoteilchen unter Verwendung des FE-TEM und Messen der Anzahl von jeder Korngröße durch Bildanalyse des Fotos. Die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt als Volumenwiderstand (Ω·cm), berechnet aus dem Ergebnis der Vier-Proben-Methode. Als erstes wird sofort die Dicke der Elektrode nach dem Einbrennen aus einem Querschnitt der Elektrode unter Verwendung von SEM (Elektronenmikroskop S800: Hitachi, Ltd.) gemessen. Als nächstes wurde die gemessene Dicke der Elektrode in ein Gerät zur Bestimmung des Widerstands vom Vier-Proben-Typ (Loresta: Mitsubishi Chemical Corporation) gegeben und der Volumenwiderstand der Elektrode gemessen.
  • Die Gegenwart oder Abwesenheit von einer Hydroxylgruppe (-OH) und einer Carbonylgruppe (-C=O) wurde bestimmt durch instrumentelle Analyse unter Verwendung von einem XPS (Röntgen-Photoelektronen-Spektrometer: Quantum 2000 von PHI Inc.), einem TOF-SIMS (sekundäres Time-of-flight-Massenspektrometer: TOF-SIMS IV von ION-TOF GmbH), einem FTIR (Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrometer: NEXUS 670 von Nicolet Instruments Corporation) und einem TPD-MS (Temperaturprogrammiertes Desorptionsmassenspektrometer: 5973N von Agilent Technologies).
  • Die Tabelle 1 und die Tabelle 2 zeigen die Eigenschaften von jedem dispergierten Material der Beispiele A1 bis A32 und der Vergleichsbeispiele A1 bis A15. Die Eigenschaften umfassen ein Verhältnis (Anteil) der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm, die Kohlenstoffzahl der organischen Molekülhauptkette, die Gegenwart oder Abwesenheit einer Hydroxylgruppe (-OH), die Gegenwart oder Abwesenheit einer Carbonylgruppe (-C=O), die Spezies und Mischungsverhältnisse des dispergierten Materials (Zusammensetzung), die Spezies und der Gehalt (Gehalt des Heterometalls bezogen auf 100 Gew.-% als eine Summe des Silbergehalts und des Gehalts des anderen Metalls als Silber) des Heterometalls (des anderen Metalls als Silber). Die Reflexion, die elektrische Leitfähigkeit (Volumenwiderstand), die Witterungsbeständigkeit, die Spezies des Basismaterials, die Filmdicke und die Einbrenntemperatur sind in Tabelle 3 und Tabelle 4 dargestellt. In den Spalten der Witterungsbeständigkeit in den Tabellen 3 und 4 steht „Gut" für den Fall, in welchem die Reflexion 80% oder mehr betrug und der Widerstand weniger als 20·10–6 Ω·cm betrug, steht „NG Nicht Gut" für jeden Fall, in welchem die Reflexion weniger als 80% betrug, in welchem die Reflexion weniger als 80% betrug und der Widerstand mehr als 20·10–6 Ω·cm betrug, in welchem die Reflexion 80% oder mehr betrug und der Widerstand mehr als 20·10–6 Ω·cm betrug, oder in welchem die Reflexion weniger als 80% betrug und der Widerstand mehr als 20·10–6 Ω·cm betrug. In der Spalte der Alkoholgruppe in Tabelle 1 steht „ME" für Methanol, „ET" für Ethanol, „EG" für Ethylenglykol, „BU" für Butanol, „PG" für Propylenglykol, „DEG" für Diethylenglykol, „GL" für Glycerol, „ICH" für Isobornylhexanol und „PR" für Propanol.
  • In den Spalten des anderen Lösemittels steht „A" für ein gemischtes Lösemittel aus Aceton und Isopropanylglykol mit einem Mischungsverhältnis in einem Gewichtsverhältnis von 1:1, „B" für ein gemischtes Lösemittel aus Cyclohexan und Methylethylketon mit einem Mischungsverhältnis in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 und „C" für ein gemischtes Lösemittel aus Toluol und Hexan mit einem Mischungsverhältnis in einem Gewichtsverhältnis von 1:1. Tabelle 1
    Verhältnis der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm Schutzmittel Dispergiertes Material (Zusammensetzung) Gew.-% Heterometall-Spezie: Gew.-% :
    Kohlenstoffanzahl der organischen Molekülkette -OH -C=O Metall Wasser Alkoholgruppe Anderes Lösemittel
    Beispiel A1 71 3 Abwesend Zugegen 50.0 2.5 ME: 5.0 A: 42.5 Abwesend
    Beispiel A2 72 3 Abwesend Zugegen 50.0 4.0 ET: 5.0 A: 41.0 Abwesend
    Beispiel A3 73 3 Abwesend Zugegen 50.0 1.0 ET: 5.0 B: 44.0 Abwesend
    Beispiel A4 75 3 Abwesend Zugegen 50.0 48.0 ET: 2.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A5 75 3 Abwesend Zugegen 50.0 3.5 ET: 46.5 Abwesend Au: 5
    Beispiel A6 71 3 Zugegen Zugegen 50.0 3.5 ET: 2.5 A: 44.0 Pt: 5
    Beispiel A7 72 3 Zugegen Zugegen 50.0 1.5 ET: 2.5 A: 46.0 Pd: 23
    Beispiel A8 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 1.5 ET: 2.0 A: 21.5 Ru: 24
    Beispiel A9 73 3 Abwesend Zugegen 75.0 2.2 ET: 2.0 A: 20.8 Ni: 24
    Beispiel A10 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 4.0 ET: 5.0 B: 16.0 Cu: 24
    Beispiel A11 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 4.0 ET: 5.0 B: 16.0 Sn: 24
    Beispiel A12 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 5.0 ET: 5.0 C: 15.0 In: 20
    Beispiel A13 74 3 Abwesend Zugegen 75.0 10.0 ET: 15.0 Abwesend Zn: 20
    Beispiel A14 75 3 Abwesend Zugegen 75.0 5.0 ET: 20.0 Abwesend Cr: 5
    Beispiel A15 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 3.0 ET: 22.0 Abwesend Mn: 5
    Beispiel A16 71 3 Abwesend Abwesend 35.0 2.0 EG: 10.0, ET: 53.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A17 73 3 Zugegen Abwesend 35.0 1.5 BU: 50.0 A: 13.5 Abwesend
    Beispiel A18 72 3 Zugegen Abwesend 35.0 2.0 PG: 1.0, ET: 62.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A19 72 2 Zugegen Zugegen 35.0 5.0 DEG: 1.0, ET: 59.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A20 72 2 Zugegen Zugegen 35.0 35.0 GL: 1.0, ET: 29.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A21 73 1 Abwesend Zugegen 35.0 10.0 ET: 55.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A22 73 2 Zugegen Zugegen 35.0 5.0 ER: 1.0, ET: 24.0 B: 35.0 Abwesend
    Beispiel A23 75 2 Zugegen Zugegen 35.0 1.0 IH: 1.0, ET: 63.0 Abwesend Abwesend
    Tabelle 2
    Verhältnis der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm Schutzmittel Dispergiertes Material (Zusammensetzung) Gew.-% Heterometall-Spezie: Gew.-% :
    Kohlenstoff anzahl der organischen Molekülkette -OH -C=O Metall Wasser Alkohol Anderes Lösemittel
    Beispiel A24 75 2 Zugegen Zugegen 35.0 30.0 ME: 35.0 Abwesend Abwesend
    Beispiel A25 71 3 Zugegen Zugegen 35.0 5.0 ET: 60.0 Abwesend Ni: 2
    Beispiel A26 71 3 Zugegen Zugegen 35.0 2.0 ET: 60.0 Abwesend Cu: 2
    Beispiel A27 72 3 Zugegen Zugegen 35.0 2.0 ET: 63.0 Abwesend Sn: 2
    Beispiel A28 72 3 Zugegen Zugegen 35.0 2.0 ET: 63.0 Abwesend Zn: 2
    Beispiel A29 72 3 Zugegen Zugegen 35.0 2.0 ET: 63.0 Abwesend Cr: 1
    Beispiel A30 72 3 Zugegen Zugegen 35.0 2.0 ET: 63.0 Abwesend Mn: 1
    Beispiel A31 100 3 Zugegen Zugegen 3.5 1.0 ME: 95.5 Abwesend Abwesend
    Beispiel A32 100 3 Zugegen Zugegen 90.0 9.8 ME: 0.2 Abwesend Abwesend
    Vergleichsbeispiel A1 68 3 Zugegen Abwesend 50.0 2.5 ME: 47.5 Abwesend Abwesend
    Vergleichsbeispiel A2 72 4 Zugegen Abwesend 50.0 4.0 ET: 46.0 Abwesend Abwesend
    Vergleichsbeispiel A3 73 3 Zugegen Abwesend 50.0 0.7 ET: 30.0 A: 19.3 Abwesend
    Vergleichsbeispiel A4 75 3 Zugegen Zugegen 50.0 40.0 ET: 1.0 B: 9.0 Abwesend
    Vergleichsbeispiel A5 75 3 Zugegen Zugegen 50.0 3.5 PR: 30.0 C: 16.5 Au: 27
    Vergleichsbeispiel A6 71 3 Zugegen Zugegen 75.0 3.5 ET: 21.5 Abwesend Pt: 26
    Vergleichsbeispiel A7 72 3 Zugegen Zugegen 75.0 2.2 ET: 22.8 Abwesend Pd: 27
    Vergleichsbeispiel A8 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 Abwesend ET: 15.0 A: 10.0 Ru: 26
    Vergleichsbeispiel A9 73 3 Abwesend Zugegen 75.0 2.2 ET: 12.8 B: 10.0 Ni: 26
    Vergleichsbeispiel A10 72 3 Abwesend Zugegen 75.0 4.0 ET: 11.0 C: 10.0 Cu: 28
    Vergleichsbeispiel A11 72 3 Abwesend Zugegen 35.0 4.0 ME: 61.0 Abwesend Sn: 27
    Vergleichsbeispiel A12 72 3 Abwesend Zugegen 35.0 30.0 ME: 35.0 Abwesend In: 26
    Vergleichsbeispiel A13 74 3 Abwesend Zugegen 35.0 10.0 ME: 20.0 A: 35.0 Zn: 26
    Vergleichsbeispiel A14 75 3 Abwesend Zugegen 35.0 5.0 ME: 20.0 B: 40.0 Cr: 27
    Vergleichsbeispiel A15 72 3 Abwesend Zugegen 35.0 3.0 M2: 20.0 C: 42.0 Mn: 26
    Tabelle 3
    Basismaterial Beschichtungsmethode Filmdicke (μm) Einbrenntemperatur (°C) Vor dem Überprüfen der Bewitterungsbeständigkeit Witterungsbeständigkeit
    Reflexion Volumenwiderstand
    Beispiel A1 Solarzelle ohne ITO-Film Rakelbeschichtung 1.9 150 95 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A2 Solarzelle ohne ITO-Film Rakelbeschichtung 1.9 150 93 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A3 Solarzelle ohne ITO-Film Ink-jet-Beschichtung 1.8 200 96 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A4 Solarzelle ohne ITO-Film Düsenbeschichtung 1.8 200 97 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A5 Solarzelle ohne ITO-Film Rakelbeschichtung 1.9 200 91 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A6 Solarzelle ohne ITO-Film Rakelbeschichtung 1.9 200 90 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A7 Solarzelle ohne ITO-Film Rakelbeschichtung 1.8 200 90 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A8 Solarzelle ohne ITO-Film Dispenserbeschichtung 1.7 200 92 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A9 Siliziumsubstrat Dispenserbeschichtung 1.7 200 90 5 × 10–6 Gut
    Beispiel A10 Siliziumsubstrat Dispenserbeschichtung 1.5 200 91 5 × 10–6 Gut
    Beispiel A11 Siliziumsubstrat Off-set-Druck 1.5 200 91 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A12 Glasplatte Dispenserbeschichtung 1.0 200 91 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A13 Glasplatte Dispenserbeschichtung 1.0 200 92 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A14 Glasplatte Dispenserbeschichtung 1.0 200 90 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A15 Glasplatte Dispenserbeschichtung 1.0 150 90 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A16 Glasplatte Sprühbeschichtung 0.2 150 90 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A17 Glasplatte Sprühbeschichtung 0.4 150 90 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A18 Glasplatte Sprühbeschichtung 0.4 150 90 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A19 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.4 180 95 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A20 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.4 180 97 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A21 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.4 180 94 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A22 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.3 180 96 2 × 10–6 Gut
    Beispiel A23 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.3 180 95 3 × 10–6 Gut
    Tabelle 4
    Basismaterial Beschichtungsmethode Filmdicke (μm) Einbrenntemperatur (°C) Vor dem Überprüfen der Bewitterungsbeständigkeit Witterungsbeständigkeit
    Reflexion Volumenwiderstand (Ω·cm)
    Beispiel A24 Solarzelle ohne ITO-Film Sprühbeschichtung 0.3 180 95 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A25 Polyimideplatte Sprühbeschichtung 0.3 200 90 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A26 Polyimideplatte Sprühbeschichtung 0.3 200 90 5 × 10–6 Gut
    Beispiel A27 Polyimideplatte Sprühbeschichtung 0.3 200 91 5 × 10–6 Gut
    Beispiel A28 PET-Film Sprühbeschichtung 0.3 200 91 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A29 PET-Film Sprühbeschichtung 0.3 200 90 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A30 PET-Film Sprühbeschichtung 0.3 200 91 4 × 10–6 Gut
    Beispiel A31 Solarzelle mit ITO-Film Spinbeschichtung 0.3 180 95 3 × 10–6 Gut
    Beispiel A32 Solarzelle mit ITO-Film Rasterdruck 2.0 180 93 3 × 10–6 Gut
    Comparative A1 Solarzelle mit ITO-Film Rakelbeschichtung 1.8 200 84 9 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A2 Solarzelle mit ITO-Film Rakelbeschichtung 1.9 200 82 30 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A3 Solarzelle mit ITO-Film Rakelbeschichtung 1.7 200 83 10 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A4 Solarzelle mit ITO-Film Rakelbeschichtung 1.7 200 82 20 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A5 Glasplatte mit ITO-Film Rakelbeschichtung 1.5 200 72 8 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A6 Glasplatte mit ITO-Film Dispenser-Beschichtung 1.5 200 76 20 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A7 Glasplatte mit ITO-Film Dispenser-Beschichtung 1.5 200 73 10 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A8 Glasplatte mit ITO-Film Dispenser-Beschichtung 1.5 200 78 30 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A9 Siliziumsubstrat Dispenser-Beschichtung 1.5 200 77 10 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A10 Siliziumsubstrat Dispenser-Beschichtung 1.8 200 72 20 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A11 Siliziumsubstrat Sprühbeschichtung 1.8 200 72 40 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A12 Glasplatte Sprühbeschichtung 1.9 200 74 40 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A13 Glasplatte Sprühbeschichtung 1.9 200 71 30 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A14 Glasplatte Sprühbeschichtung 1.9 200 72 25 × 10–6 Nicht gut
    Comparative A15 Glasplatte Sprühbeschichtung 1.9 200 72 30 × 10–6 Nicht gut
  • Tabelle 3 und Tabelle 4 zeigen offensichtlich das Folgende: Obwohl die Elektroden aus Vergleichsbeispiel A1 und Vergleichsbeispiel A3 zufriedenstellende primäre Eigenschaften, wie eine Reflexion von 80 oder mehr und ein Volumenwiderstand von weniger als 20·10–6 Ω·cm direkt nach dem Einbrennen, das heißt vor dem Bewitterungstest, sigerodrm. nehmen die Reflexion und der Volumenwiderstand der Elektroden ab (gezeigte Alterungsverschlechterung) auf nicht zufriedenstellende (NG) Werte nach dem Bewitterungstest ab. In den anderen Vergleichsbeispielen war eine oder beide Eigenschaften der Reflexion und des Volumenwiderstandes der Elektrode nicht ausreichend zu dem Zeitpunkt vor dem Bewitterungstest und die Reflexion und der Volumenwiderstand der Elektrode waren nicht zufriedenstellend nach dem Bewitterungstest. Andererseits betrug die Reflexion in der Elektrode von jedem der Beispiele zu Zeitpunkten vor dem Bewitterungstest und nach dem Bewitterungstest 80% oder mehr und der Volumenwiderstand betrug weniger als 20·10–6 Ω·cm. Das heißt, dass die primären Eigenschaften vor dem Bewitterungstest und die Bewitterungsbeständigkeit ausreichend zufriedenstellend waren.
  • Beispiele B1 bis B32
  • Als erstes wurde eine wässrige Lösung eines Metallsalzes hergestellt durch Auflösen von Silbernitrat in deionisiertem Wasser. Andererseits wurde Natriumcitrat in deionisiertem Wasser aufgelöst, um eine wässrige Lösung von Natriumcitrat mit einer 26%igen Konzentration zu erhalten. In einem Gasfluss aus Stickstoff bei einer Temperatur von 35°C wurde partikelförmiges Eisensulfat direkt zugegeben und in der Lösung aufgelöst. So wurde eine wässrige Lösung eines Reduktionsmittels, welche das Citration und das Eisenion in einem molaren Verhältnis von 3:2 enthielt, hergestellt. Als Nächstes wurde die oben beschriebene wässrige Lösung eines Metallsalzes zugetropft und in die wässrige Lösung des Reduktionsmittel eingemischt, während die Temperatur des oben erwähnten Stickstoffgasflusses auf 35°C gehalten wurde und während die oben beschriebene wässrige Lösung des Reduktionsmittels durch einen Magnetrührer bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 100 U/min gerührt wurde. Durch Einstellen der Konzentration von jeder Lösung so, dass die zugegebene Menge der wässrigen Lösung des Metallsalzes gleich 1/10 oder weniger als die Menge der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels war, wurde die Reaktionstemperatur auf 40°C selbst dann gehalten, wenn die wässrige Lösung des Metallsalzes bei Raumtemperatur zugetropft wurde.
  • Das Mischungsverhältnis der oben beschriebenen zwei wässrigen Lösungen wurde so eingestellt, dass eine äquivalente Menge des Eisenions, welches als das Reduktionsmittel zugegeben wurde, das Dreifache der äquivalenten Menge des Metallions betrug. Nachdem das Zutropfen der wässrigen Lösung des Metallsalzes beendet war, wurde das Rühren der gemischten Lösung für weitere 15 Minuten fortgesetzt, wobei eine Fluiddispersion, umfassend kolloidales Metall (Metallkolloid), erhalten wurde. Die Fluiddispersion wies einen pH-Wert von 5,5 auf und die stöchiometrische Menge der in der Fluiddispersion erzeugten Metallteilchen betrug 5 g/l. Die so erhaltene Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallnanoteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt.
  • Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Methanol unterworfen. Der Gehalt an Metall (Silber) wurde auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Teilchen durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der Zentrifugalkraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Silbernanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 71% an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm umfassten. Das heißt, dass bezogen auf die Gesamtheit an Silbernanoteilchen, welche 100% entsprach, der Anteil an Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 71 Gew.-% eingestellt wurde. Die so erhaltenen Silbernanoteilchen wurde mit einem Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, welches ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3 umfasste, chemisch modifiziert.
  • Als nächstes wurden 10 Gew.-% der so hergestellten Silbernanoteilchen in einem gemischten Lösemittel, welches Wasser, Ethanol und Methanol enthielt, dispergiert. Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode wurde erhalten durch Zugeben eines Additivs in einer Menge von 1 Gew.-Teil zu der Fluiddispersion. Das Additiv ist in den unten stehenden Tabellen 5 und 6 dargestellt. Als nächstes wurde die so erhaltene Zusammensetzung auf ein Basismaterial, welches in Tabelle 5 und Tabelle 6 angegeben ist, durch eine Vorrichtung zum Spinbeschichten so aufgetragen, dass die Beschichtung eine Dicke von 300 nm nach dem Einbrennen aufwies, und das Basismaterial wurde einem Einbrennen für 20 Minuten bei 200°C unterworfen. So wurde eine Elektrode auf dem Basismaterial gebildet. In dem oben beschriebenen Verfahren wurde das Additiv, welches ausgewählt wurde aus einem Metalloxid oder einem Metallhydroxid, in einer kolloidalen Form mit einer mittleren Korngröße von 1 bis 100 nm in Wasser und Ethanol gemischt zugegeben.
  • Vergleichsbeispiele B1 bis B5
  • Silbernanoteilchen mit einer mittleren Korngröße von 20 nm wurden gemäß der Verfahrensweise wie in den Beispielen Si bis 532 hergestellt. 10 Gew.-% der Silbernanoteilchen wurden in ein gemischtes Lösemittel, welches Wasser, Ethanol und Methanol enthielt, gemischt. Ohne Zugabe eines Additivs zu der Fluiddispersion wurde die Fluiddispersion als Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode verwendet. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde auf ein Basismaterial, welches in Tabelle 6 dargestellt ist, so durch Spinbeschichten aufgetragen, dass die Beschichtung eine Dicke von 300 nm nach dem Einbrennen aufwies und das Basismaterial wurde einem Einbrennen für 20 Minuten bei 200°C unterworfen. So wurde eine Elektrode auf dem Basismaterial gebildet.
  • Vergleichstest 2
  • Die Vergleichsbeispiele B1 bis B5 wurden eine Bewertung der elektrischen Leitfähigkeit und Adhäsion zu dem Basismaterial unterworfen. Die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt als Volumenwiderstand (Ω·cm), berechnet aus dem Ergebnis der Vier-Proben-Methode. Zunächst wird die Dicke der Elektrode sofort nach dem Einbrennen aus einem Querschnitt der Elektrode unter Verwendung von SEM (Elektronenmikroskop S800: Hitachi, Ltd.) gemessen. Als nächstes wurde die gemessene Dicke der Elektrode in ein Gerät zur Bestimmung des Widerstands vom Vier-Proben-Typ (Loresta: Mitsubishi Chemical Corporation) gegeben und der Volumenwiderstand der Elektrode wurde gemessen. Die Adhäsion der Elektrode zu dem Basismaterial wurde qualitativ bewertet durch Abziehen eines Bindungstapes von dem Basismaterial mit der darauf gebildeten Elektrode. „Gut" bezeichnet den Fall, in welchem nur das Bindungstape abgezogen wurde. „Moderat" bezeichnet den Fall, in welchem das Abziehen des Bindungstapes und die vereinzelte Abtrennung der Basismaterialoberfläche zusammen auftraten. „Nicht gut" bezeichnet den Fall, in welchem alle Oberflächen des Basismaterials durch Abziehen des Bindungstapes entfernt wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 und der Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 5
    Basismaterial Additiv Volumenwiderstand (Ω·cm) Bewertung der Adhäsion
    Beispiel B1 Silizium Silika 20 × 10–6 Gut
    Beispiel B2 Silizium Nickelacetat 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B3 Aluminiumoxid Aluminiumoxid 20 × 10–6 Gut
    Beispiel B4 Aluminiumoxid NiO 19 × 10–6 Moderat
    Beispiel B5 Aluminiumoxid ITO 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B6 Aluminiumoxid Zinnacetat 8 × 10–6 Moderat
    Beispiel B7 ITO Aluminiumoxid 20 × 10–6 Moderat
    Beispiel B8 ITO Silika 20 × 10–6 Moderat
    Beispiel B9 ITO Cr2O3 19 × 10–6 Moderat
    Beispiel B10 ITO NiO 19 × 10–6 Gut
    Beispiel B11 ITO Cu2O3 18 × 10–6 Moderat
    Beispiel B12 ITO Cu(OH)2 18 × 10–6 Moderat
    Beispiel B13 ITO ITO 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B14 ITO ZnO 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B15 ITO ATO 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B16 ITO Nickelacetat 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B17 ITO Kupfercitrat 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B18 ITO Zincacetylacetonat 8 × 10–6 Gut
    Beispiel B19 ITO Zinnacetat 8 × 10–6 Gut
    Beispiel B20 ITO ATO + Zinnacetat 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B21 ITO Titanisopropoxid 20 × 10–6 Gut
    Beispiel B22 ITO Modifizierter Polyether vom Seitenketten-Typ Silikonöl 9 × 10–6 Moderat
    Tabelle 6
    Basismaterial Additiv Volumenwiderstand (Ω·cm) Bewertung der Adhäsion
    Beispiel B23 Glas Cr2O3 19 × 10–6 Moderat
    Beispiel B24 Glas Cu2O 18 × 10–6 Moderat
    Beispiel B25 Glas Cu(OH)2 18 × 10–6 Moderat
    Beispiel B26 Glas ATO 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B27 Glas Zincacetylacetonat 8 × 10–6 Gut
    Beispiel B28 Glas ATO + Zinnacetat 9 × 10–6 Gut
    Beispiel B29 Glas Methylsilikat 20 × 10–6 Gut
    Beispiel B30 Polyimid ZnO 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B31 Polyimid Kupfercitrat 9 × 10–6 Moderat
    Beispiel B32 Polyimid Amino-modifiziertes Silikonöl vom Zwei-Enden-Typ 10 × 10–6 Moderat
    Vergleichsbeispiel B1 Silizium Nicht zugegeben 5 × 10–6 Nicht gut
    Vergleichsbeispiel B2 Aluminiumoxid Nicht zugegeben 5 × 10–6 Nicht gut
    Vergleichsbeispiel B3 ITO Nicht zugegeben 5 × 10–6 Nicht gut
    Vergleichsbeispiel B4 Glas Nicht zugegeben 5 × 10–6 Nicht gut
    Vergleichsbeispiel B5 Polyimid Nicht zugegeben 5 × 10–6 Nicht gut
  • Aus der Tabelle 5 und der Tabelle 6 ist das Folgende offensichtlich. Die elektrische Leitfähigkeit zeigt einen Wert in einem Bereich von 10–6 in den Vergleichsbeispielen B1 bis B5, welche kein Metalloxid, Metallhydroxid oder eine organische Metallverbindung als das Additiv enthielten. Allerdings zeigte die Bewertung der Adhäsion jeweils „nicht gut" und die geformte Elektrode wurde durch das Bindungstape abgezogen, was zu einer Freisetzung der Oberfläche des Basismaterial führte. Andererseits zeigten die Beispiele B1 bis B32 jeweils eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und die Adhäsion wurde als gut oder moderat bewertet. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass die Adhäsion der Elektrode zu dem Basismaterial verbessert werden kann ohne Verschlechtern der elektrischen Leitfähigkeit durch Zugeben zu der Zusammensetzung zum Herstellen der Elektrode von einem oder mehreren Additiven, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden und organischen Metallverbindungen.
  • Beispiele B33 bis B57 und Vergleichsbeispiele B6 und B7
  • Als erstes wurde jedes der Metallsalze, welche in Tabelle 7 und in Tabelle 8 aufgeführt sind, in deionisiertem Wasser gelöst und eine wässrigen Lösung des Metallsalzes wurde hergestellt. Andererseits wurde Natriumcitrat in deionisiertem Wasser aufgelöst, um eine wässrige Lösung von Natriumcitrat von 26% Konzentration zu erhalten. In einem Gasfluss von Stickstoff bei einer Temperatur von 35°C wurde partikelförmiges Eisensulfat direkt zugegeben und in der Lösung aufgelöst. So wurde eine wässrige Lösung des Reduktionsmittels, enthaltend das Citration und das Eisenion in einem molaren Verhältnis von 3:2, hergestellt.
  • Als nächstes wurde eine Rührvorrichtung eines magnetischen Rührers in die wässrige Lösung des Reduktionsmittels gegeben. Während die Temperatur des oben beschriebenen Stickstoffgasflusses bei 35°C aufrecht gehalten wurde und während die oben beschriebene wässrige Lösung des Reduktionsmittels durch Rotation der Rührvorrichtung des Magnetrührers mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 100 U/min gerührt wurde, wurde die oben beschriebene wässrige Lösung des Metallsalzes zugetropft und mit der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels vermischt. Durch Einstellen der Konzentration von jeder Lösung so, dass die zugegebene Menge der wässrigen Lösung des Metallsalzes 1/10 oder weniger der Menge der wässrigen Lösung des Reduktionsmittels betrug, wurde die Reaktionstemperatur bei 40°C selbst dann gehalten, wenn die wässrige Lösung des Metallsalzes bei Raumtemperatur zugetropft wurde. Das Mischungsverhältnis der oben beschriebenen wässrigen Lösung des Reduktionsmittels und der wässrigen Lösung des Metallsalzes wurde so eingestellt, dass die äquivalente Menge des Eisenions, welches als das Reduktionsmittel zugegeben wurde, gleich der dreifachen äquivalenten Menge des Metallions war. Nach Beenden des Zutropfens der wässrigen Lösung des Metallsalzes wurde das Rühren der gemischten Lösung für weitere 15 Minuten fortgesetzt, wodurch eine Fluiddispersion, enthaltend kolloidales Metall (Metallkolloid), erhalten wurde. Die Fluiddispersion wies einen pH-Wert von 5,5 auf und die stöchiometrische Menge der Metallteilchen, welche in der Fluiddispersion erzeugt wurde, betrug 5 g/Liter.
  • Die so erhaltene Fluiddispersion wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und sedimentierte Agglomerate von Metallteilchen wurden durch Dekantieren abgetrennt. Deionisiertes Wasser wurde zu dem abgetrennten Material gegeben, um ein dispergiertes Material zu erhalten. Das dispergierte Material wurde einem Entsalzen durch Ultrafiltration unterworfen und wurde anschließend einer Austauschreinigung durch Methanol unterworfen. Der Gehalt des Metalls wurde auf 50 Gew.-% eingestellt. Danach wurden grobe Teilchen durch eine Zentrifugalabtrennvorrichtung abgetrennt. Durch Einstellen der zentrifugalen Kraft der Zentrifugalabtrennvorrichtung wurden die Metallnanoteilchen so eingestellt, dass sie im Zahlenmittel 71% von Metallnanoteilchen enthielten, welche eine Primärkorngröße von 10 bis 50 nm aufweisen. Das heißt, dass von der Gesamtheit der Metallnanoteilchen, welche 100% darstellte, das Verhältnis der Silbernanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm auf im Zahlenmittel 71% eingestellt wurde. Die so erhaltenen Nanoteilchen wurden durch das Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffanzahl von 3, chemisch modifiziert.
  • Als nächstes wurden 10 Gewichtsteile der so hergestellten Metallnanoteilchen zugegeben und in eine gemischte Lösung von 90 Gewichtsteilen eingemischt, um die Metallnanoteilchen in der Lösung zu dispergieren, wobei das gemischte Lösemittel Wasser, Ethanol und Methanol enthielt. Darüber hinaus wurde die Fluiddispersion mit dem Additiv, welches in Tabelle 7 und 8 dargestellt ist, in einem Verhältnis, welches in Tabelle 7 und Tabelle 8 dargestellt ist, gemischt. So wurden jeweils Testbeschichtungszusammensetzungen der Beispiele 633 bis B57 und Vergleichsbeispiele B6 und B7 erhalten. Die Metallnanoteilchen, welche die Testbeschichtungszusammensetzungen der Beispiele B33 bis B57 bildeten, schlossen Silbernanoteilchen von 75 Gew.-% oder mehr ein.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Als nächstes wurden jeweils die Zusammensetzungen für die Testbeschichtungen, welche in den Beispielen B33 bis B57 und den Vergleichsbeispielen B6 und B7 erhalten wurden, auf ein Basismaterial, welches in Tabelle 7 und Tabelle 8 dargestellt ist, durch verschiedene filmbildende Verfahren aufgetragen, so dass die Beschichtung eine Dicke von 102 bis 2 × 103 nm nach dem Einbrennen aufwies, und das Basismaterial wurde einem Einbrennen unter Wärmebehandlungsbedingungen unterworfen, welche in Tabelle 7 und Tabelle 8 dargestellt sind. So wurde ein elektrisch-leitfähiger Film auf einem Basismaterial gebildet.
  • Jeder der so gebildeten elektrisch-leitfähigen Filme wurde Untersuchungen der elektrischen Leitfähigkeit, der Reflexion, der Filmdicke und der mittleren Oberflächenrauheit unterworfen. Die elektrische Leitfähigkeit wurde auf dieselbe Weise wie in dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 2 bewertet. Die Bewertung der Reflexion des Filmes wurde durch die Kombination eines UV-Spektrophotometers im sichtbaren Bereich und einer Kugelintegration durchgeführt und die diffuse Reflexion einer Strahlung von 800 nm Wellenlänge wurde gemessen. Die Dicke des Filmes wurde durch Untersuchung eines Querschnittes des Filmes unter Verwendung von SEM gemessen. Die Untersuchungswerte bezüglich der Oberflächenform wurden unter Verwendung eines Atomkraftmikroskops (AFM) erhalten. Durch Beurteilen der Werte gemäß JIS B0601 wurde die mittlere Oberflächenrauheit bestimmt. Tabelle 7
    Metallnanoteilchen Additiv Filmbildende Methode Basismaterial Wärmebehandlung
    Temperatur [°C] Dauer [min.] Atmosphäre
    Beispiel B33 Ag 98 Gew.-% Au 1 Gew.-% Al2O3 1 Gew.-% Rakelbeschichtung Glas 200 60 Luft
    Beispiel B34 Ag 98 Gew.-% Pt 1 Gew.-% SiO2 1 Gew.-% Schlitzbeschichtung Glas 200 60 Luft
    Beispiel B35 Ag 98 Gew.-% Pd 1 Gew.-% TiO2 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 220 20 Luft
    Beispiel B36 Ag 98.9 Gew.-% Ru 0.1 Gew.-% Cr2O3 1 Gew.-% Inkjetbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B37 Ag 98.9 Gew.-% Ni 0.1 Gew.-% MnO2 1 Gew.-% Düsenbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B38 Ag 99 Gew.-% Fe2O3 0.5 Gew.-% Co3O4 0.5 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B39 Ag 90 Gew.-% Ag2O 10 Gew.-% Spinbeschichtung PZT 200 20 Luft
    Beispiel B40 Ag 99 Gew.-% Cu(OH)2 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 250 20 Ar
    Beispiel B41 Ag 98.9 Gew.-% Sn 0.1 Gew.-% ZnO 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B42 Ag 98.9 Gew.-% In 0.1 Gew.-% MoO2 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B43 Ag 98.9 Gew.-% Cr 0.1 Gew.-% SnO2 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B44 Ag 98.9 Gew.-% Zn 0.1 Gew.-% ITO 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B45 Ag 99 Gew.-% ATO 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B46 Ag 99 Gew.-% Methylsilikat 1 Gew.-% Dispenserbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B47 Ag 99 Gew.-% Titanisopropoxid 1 Gew.-% Off-Set-Druck Polyimid 320 20 Luft
    Tabelle 8
    Metallnanoteilchen Additiv Filmbildende Methode Basismaterial Wärmebehandlung
    Temperatur [°C] Dauer [min.] Atmosphäre
    Beispiel B48 Ag 98 Gew.-% Chromacetat 1 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B49 Ag 99.5 Gew.-% Manganformat 0.5 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Beispiel B50 Ag 98.5 Gew.-% Cu 1 Gew.-% Eisencitrat 0.5 Gew.-% Spinbeschichtung Polyimid 320 20 N2
    Beispiel B51 Ag 99.4 Gew.-% Fe 0.1 Gew.-% Cobaltformat 0.5 Gew.-% Spinbeschichtung Glas 400 20 Luft
    Beispiel B52 Ag 99.4 Gew.-% Mn 0.1 Gew.-% Nickelacetat 0.5 Gew.-% Spinbeschichtung Glas 400 20 Luft
    Beispiel B53 Ag 99 Gew.-% Silveracetat 1 Gew.-% Rasterdruck Glas 200 20 Luft
    Beispiel B54 Ag 99 Gew.-% Kupferacetat 1 Gew.-% Spraybeschichtung Glas 200 20 N2
    Beispiel B55 Ag 99 Gew.-% Zinkacetat 1 Gew.-% Spraybeschichtung Glas 200 20 Luft
    Beispiel B56 Ag 99 Gew.-% Molybdanacetat 1 Gew.-% Spraybeschichtung Glas 200 20 Luft
    Beispiel B57 Ag 99 Gew.-% Zinnacetat 1 Gew.-% Spraybeschichtung Glas 200 20 Luft
    Vergleichsbeispiel B6 Ag 100 Gew.-% Nicht zugegeben Spraybeschichtung Polyimid 200 20 Luft
    Vergleichsbeispiel B7 Ag 50 Gew.-% Pd 50 Gew.-% Methylsilikat 1 Gew.-% Dispenserbeschichtung Polyimid 320 20 Luft
    Tabelle 9
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Filmdicke [nm] Mittlere Oberflächenrauheit [nm]
    Beispiel B33 3.1 × 10–6 91 2.0 × 103 50
    Beispiel B34 3.5 × 10–6 92 1.9 × 103 30
    Beispiel B35 4.2 × 10–6 93 1.0 × 103 50
    Beispiel B36 5.1 × 10–6 89 1.1 × 103 90
    Beispiel B37 4.9 × 10–6 88 1.0 × 103 80
    Beispiel B38 5.2 × 10–6 92 1.2 × 103 100
    Beispiel B39 2.6 × 10–6 98 1.2 × 103 10
    Beispiel B40 2.8 × 10–6 95 1.0 × 103 30
    Beispiel B41 3.2 × 10–6 93 1.0 × 103 20
    Beispiel B42 4.2 × 10–6 91 1.0 × 103 50
    Beispiel B43 5.9 × 10–6 89 1.0 × 103 70
    Beispiel B44 4.8 × 10–6 91 1.1 × 103 80
    Beispiel B45 5.1 × 10–6 92 1.0 × 103 70
    Beispiel B46 5.5 × 10–6 89 1.1 × 103 60
    Beispiel B47 0.2 × 10–6 87 1.0 × 103 60
    Tabelle 10
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Filmdicke [nm] Mittlere Oberflächenrauheit [nm]
    Beispiel B48 5.3 × 10–6 88 1.1 × 103 70
    Beispiel B49 4.7 × 10–6 88 1.0 × 103 70
    Beispiel B50 3.2 × 10–6 94 1.0 × 103 50
    Beispiel B51 3.5 × 10–6 91 1.2 × 103 30
    Beispiel B52 4.1 × 10–6 90 1.1 × 103 50
    Beispiel B53 2.5 × 10–6 96 1.0 × 103 30
    Beispiel B54 3.5 × 10–6 95 1.0 × 103 60
    Beispiel B55 3.1 × 10–6 93 1.0 × 103 50
    Beispiel B56 3.2 × 10–6 92 1.1 × 103 70
    Beispiel B57 4.2 × 10–6 93 1.0 × 103 50
    Vergleichsbeispiel B6 2.5 × 10–6 95 1.0 × 102 110
    Vergleichsbeispiel B7 2.0 × 10–6 80 1.1 × 102 50
  • Wie aus den Tabellen 9 und 10 ersichtlich, sind in dem Fall, in welchem die elektrisch-leitfähigen Filme, welche unter Verwendung der Zusammensetzungen der Beispiele B33 bis B57 gebildet wurden, mit den elektrisch-leitfähigen Filmen, welche unter Verwendung einer Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels B6 hergestellt wurden, verglichen werden im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit und die Reflexion auf einem gleichen Level. Allerdings zeigt das Vergleichsbeispiel 6 einen Wert von 110 nm hinsichtlich der mittleren Oberflächenrauheit des Filmes, während die Beispiele B33 bis B57 Werte in einem Bereich von 10 bis 100 nm zeigen, was Oberflächenrauheiten entspricht, welche geeignet sind für einen Aufbau einer Rückseitenelektrode für eine Solarzelle von Substrat-Typ. Der elektrisch-leitfähige Film, welcher gebildet wird unter Verwendung der Zusammensetzung des Vergleichsbeispiels B7 zeigt, dass der Volumenwiderstand sich erhöht und die Reflexion bei 600 nm sich reduziert, wenn das Verhältnis der Silbernanoteilchen, welche in den Metallnanoteilchen enthalten sind, weniger als 75 Gew.-% beträgt.
  • Beispiele B58, B59 und Vergleichsbeispiele B8 und B9
  • Die Beschichtungstestzusammensetzung, welche in dem Beispiel B34 verwendet wurde, wurde durch verschiedene Verfahren auf einem Basismaterial, welches in der unten beschriebenen Tabelle 11 definiert ist, so aufgetragen, dass eine Filmdicke nach dem Einbrennen 100 nm in dem Beispiel B58, 500 nm in dem Beispiel 659, 50 nm im Vergleichsbeispiel B8 und 70 nm im Vergleichsbeispiel B9 betrug. Danach wurde das beschichtete Basismaterial einem Einbrennen unter Bedingungen unterworfen, welche in Tabelle 11 beschrieben sind. So wurden elektrisch-leitfähige Filme auf der Oberfläche des Basismaterials erzeugt.
  • Auf dieselbe Weise wie in dem Vergleichsbeispiel 3 wurden die so gebildeten elektrisch-leitfähigen Filme Messungen des Widerstandes, der Reflexion, der Filmdicke und der mittleren Oberflächenrauheit unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 dargestellt. Tabelle 11
    Metallnanoteilchen Additiv Filmbildende Methode Basismaterial Wärmebehandlung
    Temperatur [°C] Dauer [min.] Atmosphäre
    Beispiel B58 Beispiel B59 Vergleichsbeispiel B8 Vergleichsbeispiel B9 Ag 98 Gew.-% Pt 1 Gew.-% SiO2 1 Gew.-% Spinbeschichtung Glas 200 60 Luft
    Tabelle 12
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Filmdicke [nm] Mittlere Oberflächenrauheit [nm]
    Beispiel B58 3.9 × 10–6 90 100 10
    Beispiel B59 3.5 × 10–6 92 500 10
    Vergleichsbeispiel B8 8.1 × 10–6 72 50 30
    Vergleichsbeispiel B9 5.1 × 10–6 80 70 20
  • Die Filme wurden unter denselben Bedingungen, während die Filmdicke variiert wurde. Wie aus Tabelle 12 erkennbar ist, zeigen die Reflexion und der Widerstand im Wesentlichen einen konstanten Wert von 90% im Hinblick auf die Reflexion und von 4 × 10–6 Ω·cm oder weniger im Hinblick auf den Widerstand, wenn die Filmdicke 100 nm oder mehr, wie in Beispiel B58 und B59, betrug, im Vergleich mit Vergleichsbeispiel B8 und Vergleichsbeispiel B9, welche ein Filmdicke von weniger als 100 nm aufwiesen. Wenn die Filmdicke weniger als 100 nm beträgt, wird davon ausgegangen, dass ein kontinuierlicher Film nicht durch Sintern gebildet werden kann und eine Herabsetzung der Reflexion durch partielle Durchlässigkeit von einfallendem Licht und/oder eine Erhöhung des Widerstandes aufgrund von nicht ausreichenden Punktkontakten zwischen den Teilchen wurde erzeugt.
  • Beispiele B60, B61 und Vergleichsbeispiele B10, B11
  • 10 Gewichtsteile der Metallnanoteilchen, welche in Tabelle 13 dargestellt sind, wurden in 90 Gewichtsteile eines gemischten Lösemittels, welches Wasser, Ethanol und Methanol enthielt gemischt und dispergiert. Darüber hinaus wurde Methylsilikat als ein Additiv in die Fluiddispersion gegeben, so dass 1 Gew.-% des Additivs in der Zusammensetzung umfasst war. So wurde jede der Beschichtungstestzusammensetzungen von Beispielen B60, B61 und der Vergleichsbeispiele B10, B11 erhalten.
  • Vergleichsexperiment 4
  • Jede der Zusammensetzungen, welche in den Beispielen B60, B61 und den Vergleichsbeispielen B10 und B11 erhalten wurde, wurde unter Verwendung der Dispenser-Beschichtungsmethode auf ein Glasbasismaterial so aufgetragen, dass eine Filmdicke in einem Bereich von 102 bis 2 × 103 nm realisiert wurde, und das beschichtete Basismaterial wurde in der Luftatmosphäre für 20 Minuten bei 320°C eingebrannt. So wurde ein elektrisch-leitfähiger Film auf jedem der Basismaterialien erzeugt.
  • Die so erhaltenen elektrisch-leitfähigen Filme wurden Bewertungen der elektrischen Leitfähigkeit, des Widerstandes und der Adhäsion unterworfen. Die elektrische Leitfähigkeit und die Adhäsion wurden auf dieselbe Weise wie in dem Vergleichsbeispiel 2 bewertet und die Reflexion wurde auf dieselbe Weise wie in Vergleichsbeispiel 3 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 dargestellt.
    Figure 01120001
    Tabelle 14
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Bewertung der Adhäsion
    Beispiel B60 4.0 × 10–6 90 Gut
    Beispiel B61 4.0 × 10–6 90 Gut
    Vergleichsbeispiel B11 1.0 × 10–6 75 Gut
    Vergleichsbeispiel B12 8.0 × 10–6 85 Gut
  • Wie aus Tabelle 14 zu erkennen ist, erhöht sich der Volumenwiderstand und wurde die Reflexion bei 800 nm reduziert, wenn die Kohlenstoffzahl des Kohlenstoffgrundgerüsts des organischen Moleküls, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, 3 übersteigt. Darüber hinaus erhöhte sich der Volumenwiderstand und wurde die Reflexion bei 800 nm reduziert, wenn die mittlere Anzahl an Silbernanoteilchen mit einer mittleren Korngröße von 10 bis 50 nm kleiner als 70% war.
  • Beispiele C1 bis C35
  • Die Zusammensetzungen zum Herstellen einer Elektrode wurden hergestellt durch Dispergieren von 10 Gewichtsteilen an Metallnanoteilchen, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt sind, in einem gemischten Lösemittel, welches Wasser, Ethanol und Methanol enthielt. Die Metallnanoteilchen hatten eine mittlere Korngröße von ungefähr 20 nm. In den Zusammensetzungen, welche in den Beispielen C1 bis C35 verwendet wurden, war der Anteil an Silbernanoteilchen in den Metallnanoteilchen 100% in dem Fall, in welchem nur Silbernanoteilchen verwendet wurden, und das Verhältnis der Silbernanoteilchen in den Metallnanoteilchen betrug 95% in den Fällen, in welchen sowohl die Silbernanoteilchen als auch Nanoteilchen von anderen Metallen als Silber verwendet wurden. Die Kohlenstoffzahl des Kohlenstoffgrundgerüsts des organischen Moleküls, welches die Silbernanoteilchen chemisch modifiziert, war 3. Die Metallnanoteilchen enthielten im Zahlenmittel 80% an Metallnanoteilchen einer Primärkorngröße in dem Bereich von 10 bis 50 nm. Primerbeschichtungsmaterialien wurden hergestellt durch Dispergieren von 1 Gewichtsteil von jedem der Bestandteile, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt sind, in einer gemischten Lösung, welche Wasser, Ethanol und Methanol enthielt.
  • Die Basismaterialien, welche in den Tabellen 15, 16 und 17 dargestellt sind, wurden hergestellt. Als nächstes wurde das Primerbeschichtungsmaterial auf das Basismaterial gemäß der Beschichtungsmethode aufgetragen, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt ist, und es wurde an der Luft für 30 Minuten bei 60°C getrocknet. Als nächstes wurden die Zusammensetzungen zum Bilden einer Elektrode auf dem Basismaterial, welches mit dem Primerbeschichtungsmaterial beschichtet war, so durch Verfahren, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt sind, aufgetragen, dass die Dicke nach dem Einbrennen 300 nm betrug. Danach wurde das beschichtete Basismaterial für 30 Minuten bei einer Temperatur eingebrannt, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt ist. So wurde eine Elektrode auf dem Basismaterial gebildet. In der unten stehenden Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 bedeutet Sprüh C gleich Sprühbeschichtung, Dispenser C gleich Dispenserbeschichtung, Inkjet C gleich Inkjetbeschichtung, Spin C gleich Spinbeschichtung, Düsen C gleich Düsenbeschichtung, Rakel C gleich Rakelbeschichtung und Schlitz C gleich Schlitzbeschichtung. Das PET in den Tabellen 16 und 17 steht für Polyethylenterephthalat.
  • Vergleichsbeispiele C1 bis C5
  • Die Zusammensetzungen zum Bilden einer Elektrode wurden hergestellt durch Dispergieren von 10 Gewichtsteilen an Metallnanoteilchen, welche in Tabelle 17 dargestellt sind, in einem gemischten Lösemittel von Wasser, Ethanol und Methanol. Die Metallnanoteilchen wiesen eine mittlere Korngröße von ungefähr 20 nm auf. In den Zusammensetzungen zum Bilden einer Elektrode einer Solarzelle, welche in den Vergleichsbeispielen C1 bis C5 verwendet wurden, war das Verhältnis (Anteil) der Silbernanoteilchen, welche in den Metallnanoteilchen enthalten waren, gleich 100%. Das Kohlenstoffgrundgerüst des organischen Moleküls, welches die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert, wies eine Kohlenstoffzahl von 3 auf. In den Metallnanoteilchen war das Verhältnis (Anteil) im Zahlenmittel der Metallnanoteilchen mit einer Primärkorngröße von 10 bis 50 nm gleich 80%. Darüber hinaus wurden die Basismaterialien, welche in Tabelle 17 dargestellt sind, hergestellt.
  • Als nächstes wurden ohne Durchführung einer Primerbehandlung des Basismaterial die Zusammensetzungen zum Herstellen der Elektrode durch die Methoden, welche in Tabelle 17 dargestellt sind, auf das Basismaterial so aufgetragen, dass der Film eine Dicke von 300 nm aufwies. Durch Einbrennen des beschichteten Basismaterials für 30 Minuten bei einer Temperatur, welche in Tabelle 17 dargestellt ist, wurden Elektroden auf dem Basismaterial erzeugt.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • Jede der Elektroden, welche auf dem Basismaterial in den Beispielen C1 bis C35 und den Vergleichsbeispielen C1 bis C5 gebildet wurde, wurde einer Bewertung der elektrischen Leitfähigkeit und der Adhäsion zu dem Basismaterial unterworfen. Die elektrische Leitfähigkeit wurde bestimmt als ein Volumenwiderstand (Ω·cm), berechnet aus einem Ergebnis der Messung einer Vier-Proben-Methode. Zunächst wurde die Dicke der Elektrode nach dem Einbrennen direkt von einem Querschnitt der Elektrode unter Verwendung von SEM (Elektronenmikroskop S800: Hitachi, Ltd.) gemessen. Als nächstes wurde die gemessene Dicke der Elektrode in ein Widerstandsmeter vom Vier-Proben-Typ eingegeben (Loresta: Mitsubishi Chemical Corporation) und der Volumenwiderstand der Elektrode wurde gemessen. Die Adhäsion der Elektrode mit dem Basismaterial wurde qualitativ durch Abziehen eines Bindungstapes von dem Basismaterial mit der darauf gebildeten Elektrode bestimmt. „Gut" steht für den Fall, wenn nur das Bindungstape abgezogen wurde. „Moderat" steht für den Fall, in welchem das Abziehen des Bindungstapes und eine lokale Freilegung der Basismaterialoberfläche zusammen auftraten. „Nicht gut" steht für den Fall, in welchem die gesamte Oberfläche des Basismaterials freigelegt wurde durch Entfernen des Bindungstyps. Die Ergebnisse sind in Tabelle 18 dargestellt. Tabelle 15
    Material, welches in der Primerbeschichtung enthalten ist Primerbehandlung Basismaterial Metall der Nanoteilchen der Zusammensetzung zum Herstellen der Elektrode Behandlung der Elektrodenbildung
    Beschichtungsmethode Behandlungstemperatur [°C] Behandlungsdauer [min.] Beschichtungsmethode Einbrenntemperatur [°C] Einbrenndauer [min.]
    Beispiel C1 Ag2O Sprühbeschichtung 60 30 Silizium Ag Sprühbeschichtung 300 30
    Beispiel C2 Ag2O Dispenserbeschichtung 60 30 Silizium Ag Dispenserbeschichtung 200 30
    Beispiel C3 Ag2O Inkjetbeschichtung 60 30 Silizium Ag Inkjetbeschichtung 150 30
    Beispiel C4 Ag2O Off-set-Drucken 60 30 Silizium Ag + Au Off-set-Drucken 300 30
    Beispiel C5 CuO Rasterdruck 60 30 Silizium Ag + Cu Rasterdruck 300 30
    Beispiel C6 PdO Spinbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Pd Spinbeschichtung 300 30
    Beispiel C7 NiO Düsenbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Ni Düsenbeschichtung 300 30
    Beispiel C8 MoO2 Rakelbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Mo Rakelbeschichtung 300 30
    Beispiel C9 Cr2O3 Düsenbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Cr Schlitzbeschichtung 300 30
    Beispiel C10 MnO2 Sprühbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Mn Sprühbeschichtung 300 30
    Beispiel C11 Al2O3 Dispenserbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Al Dispenserbeschichtung 300 30
    Beispiel C12 ZrO Inkjetbeschichtung 60 30 Silizium Ag + Zr Inkjetbeschichtung 300 30
    Beispiel C13 SiO2 Off-set-Drucken 60 30 Silizium Ag + Mn Off-set-Drucken 300 30
    Beispiel C14 SiO2 Rasterdrucken 60 30 ITO Ag, Sn alloy Rasterdruck 300 30
    Beispiel C15 In2O3 Spinbeschichtung 60 30 ITO Ag, Sn alloy Spinbeschichtung 300 30
    Beispiel C16 ZnO Düsenbeschichtung 60 30 IZO Ag + Zn Düsenbeschichtung 300 30
    Beispiel C17 SiO2 Rakelbeschichtung 60 30 Glas Ag Rakelbeschichtung 300 30
    Beispiel C18 TiO2 Schlitzbeschichtung 60 30 Polyimid Ag + Ti Schlitzbeschichtung 200 30
    Figure 01170001
    Figure 01180001
    Tabelle 18
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Bewertung der Adhäsion Volumenwiderstand [Ω·cm] Bewertung der Adhäsion
    Beispiel C1 3.3 × 10–6 Gut Beispiel C21 7.6 × 10–6 Gut
    Beispiel C2 5.0 × 10–6 Gut Beispiel C22 6.3 × 10–6 Moderat
    Beispiel C3 6.1 × 10–6 Moderat Beispiel C23 7.2 × 10–6 Moderat
    Beispiel C4 4.5 × 10–6 Gut Beispiel C24 3.2 × 10–6 Gut
    Beispiel C5 5.5 × 10–6 Gut Beispiel C25 6.4 × 10–6 Moderat
    Beispiel C6 6.2 × 10–6 Gut Beispiel C26 5.7 × 10–6 Moderat
    Beispiel C7 4.3 × 10–6 Gut Beispiel C27 4.9 × 10–6 Gut
    Beispiel C8 6.2 × 10–6 Moderat Beispiel C28 5.2 × 10–6 Moderat
    Beispiel C9 5.5 × 10–6 Gut Beispiel C29 5.2 × 10–6 Moderat
    Beispiel C10 6.2 × 10–6 Moderat Beispiel C30 4.9 × 10–6 Gut
    Beispiel C11 7.5 × 10–6 Gut Beispiel C31 5.1 × 10–6 Moderat
    Beispiel C12 6.2 × 10–6 Moderat Beispiel C32 3.1 × 10–6 Gut
    Beispiel C13 8.3 × 10–6 Moderat Beispiel C33 3.1 × 10–6 Gut
    Beispiel C14 4.6 × 10–6 Gut Beispiel C34 3.1 × 10–6 Gut
    Beispiel C15 5.2 × 10–6 Moderat Beispiel C35 3.1 × 10–6 Gut
    Beispiel C16 6.2 × 10–6 Moderat Vergleichsbeispiel C1 3.7 × 10–6 Nicht gut
    Beispiel C17 4.1 × 10–6 Moderat Vergleichsbeispiel C2 5.0 × 10–6 Nicht gut
    Beispiel C18 5.8 × 10–6 Moderat Vergleichsbeispiel C3 7.8 × 10–6 Nicht gut
    Beispiel C19 7.2 × 10–6 Gut Vergleichsbeispiel C4 4.4 × 10–6 Nicht gut
    Beispiel C20 7.5 × 10–6 Moderat Vergleichsbeispiel C5 7.7 × 10–6 Nicht gut
  • Aus der Tabelle 18 ist folgendes abzuleiten. In den Vergleichsbeispielen C1 bis C15, welche keiner Primerbehandlung unterworfen wurden, zeigte die elektrische Leitfähigkeit einen Wert in dem Bereich von 10–6. Allerdings war die Bewertung der Adhäsion jeweils „Nicht gut" und die gebildete Elektrode wurde mit dem Bindungstape abgezogen, was zu einer Freisetzung der Oberfläche des Basismaterials führte. Andererseits hatten jeweils die Beispiele C1 bis C35 eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit und zeigten eine Adhäsion, welche als „gut" oder „moderat" bewertet wurde. Als ein Ergebnis wurde festgestellt, dass die Adhäsion der Elektrode zu dem Basismaterial ohne Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit dadurch verbessert werden konnte, dass eine Primerbehandlung durchgeführt wurde.
  • Beispiele C36 bis C41
  • Die Zusammensetzungen zum Bilden einer Elektrode wurden hergestellt durch Dispergieren von 10 Gewichtsteilen an Metallnanoteilchen, welche in Tabelle 19 dargestellt sind, in ein gemischtes Lösemittel, welches Wasser, Ethanol und Methanol enthielt. Die Metallnanoteilchen hatten eine mittlere Korngröße von ungefähr 20 nm. Die Primerbeschichtungsmaterialien wurden hergestellt durch Dispergieren von einem Gewichtsteil von jeder der Bestandteile, welche in Tabelle 19 dargestellt sind, in eine gemischte Lösung, welche Wasser, Ethanol und Methanol enthielt. ITOs wurden als Basismaterial hergestellt.
  • Als nächstes wurde das Primerbeschichtungsmaterial auf das Basismaterial durch eine Spinbeschichtungsmethode beschichtet und es wurde an der Luft für 30 Minuten bei 60°C getrocknet. Als nächstes wurde die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode durch eine Spinbeschichtungsmethode aufgetragen durch die Methoden, welche in Tabelle 15, Tabelle 16 und Tabelle 17 dargestellt sind, auf dem Basismaterial, welches mit dem Primerbeschichtungsmaterial beschichtet war, so aufgetragen, dass die Dicke nach dem Einbrennen 300 nm betrug. Danach wurde das beschichtete Basismaterial für 30 Minuten bei 200°C eingebrannt und eine Elektrode wurde auf dem Basismaterial gebildet.
  • Figure 01210001
  • Vergleichsexperiment 6
  • Die Basismaterialien, welche mit den Elektroden, welche in den Beispielen C36 bis C41 erhalten wurden, beschichtet waren, wurden Bewertungen der elektrischen Leitfähigkeit, des Widerstandes und der Adhäsion der Elektrode zu dem Basismaterial unterworfen. Die elektrische Leitfähigkeit und Adhäsion zu dem Basismaterial wurden bewertet auf dieselbe Weise wie in dem Vergleichsexperiment 5 und die Bewertung der Reflexion wurde durchgeführt durch das Kombinieren eines UV-Spektrophotometers in sichtbarem Bereich und einer Integrationskugel und die Reflexion des Filmes bei einer Wellenlänge von 800 nm wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 20 dargestellt. Tabelle 20
    Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Bewertung der Adhäsion Volumenwiderstand [Ω·cm] Reflexion (800 nm) [%R] Bewertung der Adhäsion
    Beispiel C36 6.2 × 10–6 92 Gut Beispiel C39 5.0 × 10–5 80 Gut
    Beispiel C37 2.8 × 10–6 95 Gut Beispiel C40 5.0 × 10–5 75 Gut
    Beispiel C38 2.7 × 10–6 95 Gut Beispiel C41 1.0 × 10–5 80 Gut
  • Wie aus der Tabelle 20 abzuleiten ist, erhöhte sich der Volumenwiderstand und wurde die Reflexion bei 800 nm reduziert, wenn das Zahlenmittel der Silbernanoteilchen mit einer mittleren Korngröße von 10 bis 50 nm geringer als 75% war. Darüber hinaus erhöhte sich der Volumenwiderstand und reduzierte sich die Reflexion bei 800 nm, wenn die Kohlenstoffzahl des Kohlenstoffgrundgerüstes des organischen Moleküls, welches die Silbernanoteilchen modifiziert, 3 überschritt. Darüber hinaus wurde der Volumenwiderstand erhöht und die Reflexion bei 800 nm reduziert, wenn das Zahlenmittel an Silbernanoteilchen mit einer mittleren Korngröße von 10 bis 50 nm geringer als 70% war.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Mit der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Elektrode zu erhalten, welche im Wesentlichen zusammengesetzt ist aus Silber und welche im Wesentlichen frei von einem organischen Material ist. Daher kann die elektrisch Leitfähigkeit und die Reflexion auf einem hohen Level aufrecht gehalten werden, selbst wenn eine Solarzelle mit der Elektrode, welche für einen langen Zeitraum verwendet wird. Daher ist es möglich, eine Elektrode gebildet wird mit einer hervorragenden dauerhaften Stabilität zu erhalten.
  • In dem Verfahren des Herstellens einer Elektrode einer Solarzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Elektrode herzustellen mit einem einfachen Verfahren, umfassend das Bilden eines Filmes durch eine Feuchtbeschichtung der Zusammensetzung auf einem Basismaterial und Einbrennen des Basismaterials, welches mit der Zusammensetzung beschichtet ist. Da ein Vakuumverfahren nicht erforderlich ist in der Filmbildung bestehen kaum Beschränkungen für das Verfahren. Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, eine Elektrode bei niedriger Temperatur des Einbrennens von 400°C oder weniger zu bilden. Daher ist es möglich, die Energie, welche während des Bildungsverfahrens der Elektrode freigesetzt wird, zu reduzieren.
  • Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Elektrode zur Verfügung, welche eine hervorragende dauerhafte Stabilität aufweist, welche es ermöglicht, die Solarzelle lange zu verwenden. Darüber hinaus ist es möglich, die laufenden Kosten einer Herstellungsanwendung der Elektrode erheblich zu reduzieren.
  • Zusammenfassung
  • Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen enthalten, die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 3, und die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen enthalten, welche eine Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • - JIS B0601 [0173]

Claims (37)

  1. Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen enthalten, die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 3, und die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen enthalten, welche eine Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen.
  2. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 1, worin das Dispergiermedium 1 Gew.-% oder mehr an Wasser und 2 Gew.-% oder mehr eines Alkohols umfasst.
  3. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 1, worin das Dispergiermedium eine oder mehrere Gruppen, ausgewählt aus einer Hydroxylgruppe und einer Carbonylgruppe, enthält.
  4. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 1, enthaltend 0,02 Gew.-% oder mehr und weniger als 25 Gew.-% an Metallnanoteilchen, welche zusammengesetzt sind aus einer Spezie oder einer gemischten Phase oder einer Legierung von zwei oder mehreren Spezies, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Au, Pt, Pd, Ru, Ni, Cu, Sn, In, Zn, Fe, Cr und Mn.
  5. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 2, worin der Alkohol ein oder zwei oder mehrere Alkohole ist, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Isobornylhexanol, Glycerol und Erythritol,
  6. Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden einer Elektrode durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode auf einer Solarzelle gemäß Anspruch 1 auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung.
  7. Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden eines Filmes durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 1 auf einem Basismaterial so, dass die Dicke des Filmes nach einem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm liegt, und Einbrennen des Basismaterial mit dem gebildeten Film auf einer oberen Oberfläche davon bei 130 bis 400°C.
  8. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 6 oder 7, worin das Basismaterial ein Substrat ist, welches hergestellt ist aus einem Material, ausgewählt aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularem Material und einem Metall; oder das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien ist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, dem makromolekularen Material oder dem Metall.
  9. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 6 oder 7, worin das Basismaterial ein Solarzellenelement oder ein Solarzellenelement, welches mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist, ist.
  10. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 6 oder 7, worin das Verfahren der feuchten Beschichtung ausgewählt ist aus einem Verfahren der Sprühbeschichtung, der Dispenserbeschichtung, der Spinbeschichtung, der Rakelbeschichtung, der Schlitzbeschichtung, der Inkjetbeschichtung, des Rasterdrucks, des Offsetdrucks und der Düsenbeschichtung.
  11. Eine Solarzelle, welche eine Elektrode verwendet, die hergestellt ist durch das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 6 oder 7.
  12. Eine Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend Metallnanoteilchen, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, worin die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen enthalten; die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 3; die Metallnanoteilchen im Zahlenmittel 70% oder mehr an Metallnanoteilchen enthalten, welche eine Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen; und die Zusammensetzung darüber hinaus ein oder zwei oder mehrere Spezies an Additiven enthält, welche ausgewählt werden aus einer Gruppe, bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, organischen Metallverbindungen und Silikonölen.
  13. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12, worin das Dispergiermedium einen Alkohol umfasst oder eine wässrige Lösung umfasst, welche einen Alkohol enthält.
  14. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12, worin das Metalloxid ein Oxid oder ein Komplexoxid ist, welches mindestens ein Metall enthält, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Zinn, Indium und Antimon.
  15. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12, worin das Metallhydroxid ein Hydroxid ist, welches mindestens ein Metall enthält, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Zinn, Indium und Antimon.
  16. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12, worin die organische Metallverbindung eine Metallseife, ein Metallkomplex oder ein Metallalkoxid von einem Metall ist, welches ausgewählt ist aus Silizium, Titan, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Silber, Kupfer, Zink, Molybdän, Indium und Zinn.
  17. Die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12, worin der Gehalt des Additivs gleich 0,1 Gew.-% bis 20 Gew.-% der Silbernanoteilchen ist.
  18. Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden einer Elektrode durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12 auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung.
  19. Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden eines Films durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 12 auf einem Basismaterial so, dass die Dicke des Films nach einem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm liegt und Einbrennen des Basismaterials mit dem Film, welcher auf der oberen Oberfläche davon gebildet wird, bei 130 bis 400°C.
  20. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 18 oder 19, worin die mittlere Oberflächenrauheit der Elektrode, welche auf der oberen Oberfläche des Basismaterials gebildet wird, innerhalb eines Bereiches von 10 bis 100 nm liegt.
  21. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 18 oder 19, worin das Basismaterial ein Substrat ist, welches hergestellt ist aus einem beliebigen Material, ausgewählt aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularen Material und einem Metall; oder das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien ist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, dem makromolekularen Material und dem Metall.
  22. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 18 oder 19, worin das Basismaterial ein Solarzellenelement oder eine Solarzelle, welche mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist, ist.
  23. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 18 oder 19, worin das Verfahren der feuchten Beschichtung ausgewählt ist aus einem beliebigen Verfahren der Sprühbeschichtung, der Dispenserbeschichtung, der Spinbeschichtung, der Rakelbeschichtung, der Schlitzbeschichtung, der Inkjetbeschichtung, des Rasterdrucks, des Offsetdrucks und der Düsenbechichtung.
  24. Eine Solarzelle, welche eine Elektrode verwendet, die hergestellt wird durch das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß den Ansprüchen 18 oder 19,
  25. Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle, umfassend: Bilden eines Films durch Beschichten der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle auf einem Basismaterial durch ein Verfahren der feuchten Beschichtung; und Einbrennen des Basismaterials mit dem Film auf der oberen Oberfläche davon, worin das Basismaterial einer Primerbehandlung unterworfen wird.
  26. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle Metallnanoteilchen umfasst, welche in einem Dispergiermedium dispergiert sind, die Metallnanoteilchen 75 Gew.-% oder mehr an Silbernanoteilchen enthalten, die Metallnanoteilchen chemisch modifiziert sind durch ein Schutzmittel mit einer Hauptkette eines organischen Moleküls, umfassend ein Kohlenstoffgrundgerüst einer Kohlenstoffzahl von 1 bis 3, und die Metallnanoteilchen 70% oder mehr im Zahlenmittel an Metallnanoteilchen umfassen, welche ein Primärkorngröße innerhalb eines Bereiches von 10 bis 50 nm aufweisen.
  27. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Einbrenntemperatur während der Durchführung des Einbrennens 130 bis 400°C ist und das Bilden des Filmes so durchgeführt wird, dass die Dicke des Filmes nach dem Einbrennen innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 μm ist.
  28. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin das Basismaterial ein Substrat ist, welches hergestellt wird aus einem beliebigen Material, ausgewählt aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, einem makromolekularen Material und einem Metall; oder das Basismaterial ein Schichtkörper von zwei oder mehreren Materialien ist, welche ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus Silizium, Glas, Keramiken, einschließlich einem transparenten elektrisch-leitfähigen Material, dem makromolekularen Material oder dem Metall.
  29. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin das Basismaterial ein Solarzellenelement oder eine Solarzelle, welche mit einer transparenten Elektrode ausgestattet ist, ist.
  30. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Primerbehandlung durchgeführt wird durch Auftragen eines Materials, welches ein Metalloxid von ein oder zwei oder mehreren Metallen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Sn, Pd, Zn, Ni, Mo, Cr, Mn, Al, Zr, Ti, Ru, Pt, In und Si, enthält.
  31. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Primerbehandlung durchgeführt wird durch Auftragen eines Materials, welches ein oder zwei oder mehrere Harze, enthält.
  32. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin das Harz einen Bestandteil aufweist, welcher aufgebaut ist aus einem oder zwei oder mehreren Bestandteilen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Isocyanatverbindung, einer Polyesterverbindung und einer Polyetherverbindung.
  33. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Primerbehandlung durchgeführt wird durch Auftragen eines Materials, welches ein oder zwei oder mehrere Alkoxide umfasst, enthält.
  34. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Primerbehandlung durchgeführt wird durch Auftragen eines Materials, welches eine oder zwei oder mehrere Metallseifen umfasst, enthält.
  35. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin die Primerbehandlung durchgeführt wird durch Auftragen eines Materials, welches ein oder zwei oder mehrere Kupplungsmittel umfasst, enthält.
  36. Das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß Anspruch 25, worin eine Beschichtungsmethode der Primerbehandlung und das Verfahren der feuchten Beschichtung für die Beschichtung der Zusammensetzung zum Herstellen einer Elektrode jeweils ausgewählt werden aus einem beliebigen Verfahren der Sprühbeschichtung, der Dispenserbeschichtung, der Spinbeschichtung, der Rakelbeschichtung, der Schlitzbeschichtung, der Inkjetbeschichtung, des Rasterdrucks, des Offsetdrucks und der Düsenbeschichtung,
  37. Eine Solarzelle, welche eine Elektrode verwendet, welche hergestellt wird durch das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Solarzelle gemäß einem der Ansprüche 25 bis 36.
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