基于铜氨络合物制备铜薄膜的工艺研究

【摘要】在能源需求持续增长同时传统化石燃料又日渐枯竭的今天,太阳能以清洁、无污染和可再生的优点获得人们的广泛关注。光伏发电是将太阳能直接转换成电能的技术,发电成本高是制约光伏产业发展的主要因素。目前绝大多数是使用贵金属银制作太阳电池的金属电极,如果能够用金属铜来代替,将有助于降低光伏发电的成本进而推动光伏产业的发展。在本文中我们基于铜氨络合物制备出了铜薄膜,有望在太阳电池的电极上得到应用。本文首先以甲酸和氨水的混合溶液为电解液,电解阳极铜制备出铜氨络合物溶液,然后蒸发结晶干燥得到铜氨络合物晶体。将铜氨络合物晶体、有机载体和粘结剂按照一定配比混合用球磨的方法制成铜氨络合物浆料,丝网印刷成膜。优选铜氨络合物含量为60%,优选球磨时间为20h。最后在真空环境下烧结,得到铜薄膜。相关测试结果表明：铜氨络合物由C、H、O、N和Cu五种元素组成,化学式为Cu(NH3)2(COOH)2,具有两种可能的几何异构体。铜氨络合物的热分解温度大约在150-170℃的范围内,分解过程伴随着吸热。真空环境下热处理得到的铜薄膜成分是铜单质。本文制备铜薄膜的方法热处理温度低,可以在多种衬底包括PI、PET等柔性衬底上成膜；丝网印刷成本低、效率高,能够满足大规模生产的需要；本文制备的铜薄膜除了代替银用作太阳电池的电极以外,在无线射频识别系统以及印刷电路板等许多方面都有较好的应用前景。
【作者】周海峰；
【导师】杨德仁；汪雷；王海荣；
【作者基本信息】浙江大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】铜氨络合物；浆料；丝网印刷；铜薄膜；

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