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专利名称：一种用于异质结电池的导电银浆及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210920045.5

专利申请（专利权）人：四川东树新材料有限公司
权利人地址：四川省德阳市市辖区庐山南路三段36号

专利发明（设计）人：王海清,伍洋,王静,万莉莎,蔡胜胜

专利摘要：本发明提供了一种用于异质结电池的导电银浆及其制备方法，涉及太阳能电池浆料技术领域，用于异质结电池的导电银浆的原料包括88.4～89.55重量份导电相、0.2～0.45重量份无机粘结相和10～11.4重量份有机载体。本发明所提供的银浆具有优异的粘度、拉力、触变指数、固含量、印刷效果和电阻率。粘度60～120Pa·s，触变指数3.5～5.0，固含量91～94.5wt％，拉力1.59～2.82N，印刷速度300～400mm/s,铺印速度600～800mm/s时具有良好的印刷效果，在用于电池，尤其是9BB?PVD片源的电池的正反双面时，电池的电性能优异。

主权利要求：
1.一种用于异质结电池的导电银浆，其特征在于，包括88.4 89.55重量份导电相、0.2~ ~
0.45重量份无机粘结相和10 11.4重量份有机载体；
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所述导电相为片状银粉和球形银粉，片状银粉和球形银粉的重量比为25 38:50 65；
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所述片状银粉的粒径为2 7um，球形银粉的粒径为1 4um；
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所述无机粘结相为玻璃粉，玻璃粉的加入比例占导电银浆总质量的0.2 0.45wt％，使~?7 ?7
用的玻璃粉的热膨胀系数为50×10 /℃ 100×10 /℃，粒径为1.5 3.5um；
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所述有机载体包括环氧树脂、固化剂、溶剂、触变剂和分散剂；
所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂和双酚F型环氧树脂的一种或多种，酚醛环氧树脂的拉伸强度为55 67MPa；
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当环氧树脂选用脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂时，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:2 3；
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所述固化剂为四亚乙基五胺、六氢甲基苯酐、三甲基六亚甲基二胺的一种或多种；
所述触变剂为气相二氧化硅和/或硅酸钙。
2.根据权利要求1所述的用于异质结电池的导电银浆，其特征在于，所述有机载体中，环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂的重量比为6 9:2.1 2.7:0.45 1:0.45 0.52。
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3.根据权利要求1所述的用于异质结电池的导电银浆，其特征在于，所述溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯和松油醇中的至少一种。
4.一种根据权利要求1?3任一项所述的用于异质结电池的导电银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备有机载体，具体方法包括：将环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂倒入反应釜中，加入溶剂至体积为原来的1.3 2倍，反应釜控温在30 40℃，搅拌速度1500r/min，搅拌~ ~
2 3h直至形成均匀的粘稠液体，然后用250目的滤网过滤，得到有机载体；
~
步骤二、银浆混合，具体方法包括：将导电相、无机粘结相和有机载体加入双行星搅拌釜，控制温度在40℃以内，搅拌速度100r/min，分散盘速度为150r/min，搅拌4h得到搅拌均匀的浆料；
步骤三、三辊研磨及过滤，具体方法包括：将步骤二中的搅拌均匀的浆料进行研磨，以
80um、60um的研磨间隙研磨两遍；以60um、30um的研磨间隙研磨两遍；以40um、20um的研磨间隙研磨两遍，研磨结束，用刮板细度计测试细度为10um以下即可，得到导电银浆。 说明书 : 一种用于异质结电池的导电银浆及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于太阳能电池浆料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于异质结电池的导电银浆及其制备方法。背景技术[0002] 随着开云优惠体育网页版入口的进步，电池技术向N型迭代，朝着高效的路线发展。由于p型电池存在着光致衰减、光热衰减、电位诱发衰减的问题，导致其转换效率受到极大的限制，然而异质结电池的效率潜力超过28％，远高于传统的p型电池。相比于传统的P型电池上的高温银浆，N型的HIT(异质结)电池由于内部非晶硅层对温度的敏感性，需要使用低温银浆，才不会对HJT电池的薄膜结构造成损伤，因此，对于电池银浆的需求也在发生着改变。[0003] 专利号CN109273137B的专利提供了一种太阳能HIT电池用低温导电银浆及其制备方法，通过丙烯酸改性环氧树脂和二乙二醇丁醚醋酸酯混合，制备得到低粘度的载体树脂，从而改善了银浆的粘度到260～300Pa·s。专利号CN111145934B的专利提供了一种可室温存储的异质结(HIT)太阳能电池用银浆及制备方法，使用1?氟?2,4,6?三甲基吡啶四氟化硼，使得银浆的粘度133.5Pa·s，可以在室温下长期存储。[0004] 一般情况下，玻璃粉只有在高温导电银浆中加入，加入比例一般为1～2wt％。加入的玻璃粉的比例过高或过低，反而会增加印刷效果的缺陷；加入的玻璃粉的热膨胀系数过高或者过低，使得印刷过程中Isc(短路电流)过低，且印刷后清洗网版时出现黏附网版的现象，导致网版不易清洗干净。[0005] 然而现有技术中，银浆的粘度与电极互联后的拉力仍然无法保持平衡，且对于银浆的印刷性造成影响。发明内容[0006] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。[0007] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于异质结电池的导电银浆，包括88.4～89.55重量份导电相、0.2～0.45重量份无机粘结相和10～11.4重量份有机载体。[0008] 优选的是，其中，所述导电相为片状银粉和球形银粉，片状银粉和球形银粉的重量比为25～38:50～65，进一步为29.6:59.4；[0009] 所述片状银粉的粒径为2～7um，球形银粉的粒径为1～4um。[0010] 优选的是，其中，所述无机粘结相为玻璃粉，玻璃粉的加入比例占导电银浆总质量?7 ?7的0.2～0.45wt％，使用的玻璃粉的热膨胀系数为50×10 /℃～100×10 /℃，粒径为1.5～3.5um。[0011] 优选的是，其中，所述有机载体包括环氧树脂、固化剂、溶剂、触变剂和分散剂。[0012] 优选的是，其中，所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂和双酚F型环氧树脂的一种或多种，酚醛环氧树脂的拉伸强度为55～67MPa；[0013] 当环氧树脂选用脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂时，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:2～3。[0014] 优选的是，其中，所述固化剂为四亚乙基五胺、六氢甲基苯酐、三甲基六亚甲基二胺的一种或多种。[0015] 优选的是，其中，所述触变剂为气相二氧化硅和/或硅酸钙。[0016] 优选的是，其中，所述有机载体中，环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂的重量比为6～9:2.1～2.7:0.45～1:0.45～0.52。[0017] 优选的是，其中，所述溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯和松油醇中的至少一种。[0018] 一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，包括以下步骤：[0019] 步骤一、制备有机载体，具体方法包括：将环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂倒入反应釜中，加入溶剂至体积为原来的1.3～2倍，反应釜控温在30～40℃，搅拌速度1500r/min，搅拌2～3h直至形成均匀的粘稠液体，然后用250目的滤网过滤，得到有机载体；[0020] 步骤二、银浆混合，具体方法包括：将导电相、无机粘接剂和有机载体加入双行星搅拌釜，控制温度在40℃以内，搅拌速度100r/min，分散盘速度为150r/min，搅拌4h得到搅拌均匀的浆料；[0021] 步骤三、三辊研磨及过滤，具体方法包括：将步骤二中的搅拌均匀的浆料进行研磨，以80um、60um的研磨间隙研磨两遍；以60um、30um的研磨间隙研磨两遍；以40um、20um的研磨间隙研磨两遍，研磨结束，用刮板细度计测试细度为10um以下即可，得到导电银浆。[0022] 本发明至少包括以下有益效果：本发明在银浆体系中加入0.2～0.45wt％的热膨?7胀系数为(50～100)×10 /℃，粒径1.5～3.5um的玻璃粉，有利于保证良好印刷效果的同时，降低银浆的电阻率。在有机载体中加入拉伸强度为55～67MPa的酚醛环氧树脂和脂环族环氧树脂，并控制环氧树脂中，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:(2～3)，不仅降低导电银浆的粘性，改善银浆流动性的同时，并提高银浆的焊接性，使得银浆与电极互联后具有良好的结合性，而且还意外提高了银浆的印刷效果，使得得到的银浆经丝网印刷后凹陷减少，细栅的塌陷程度减小。本发明所提供的银浆具有优异的粘度、拉力、触变指数、固含量、印刷效果和电阻率。粘度60～120Pa·s，触变指数3.5～5.0，固含量91～94.5wt％，拉力1.59～2.82N，印刷速度300～400mm/s,铺印速度600～800mm/s时具有良好的印刷效果，在用于电池，尤其是9BBPVD片源的电池的正反双面时，电池的电性能优异。[0023] 一般情况下，玻璃粉只有在高温导电银浆中加入，加入比例一般为1～2wt％。而在本申请中，申请人发现，在银浆体系中加入0.2～0.45wt％的热膨胀系数为(50～100)×10?7/℃，粒径1.5～3.5um的玻璃粉，有利于保证良好印刷效果的同时，降低银浆的电阻率。[0024] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明[0025] 图1为实施例1得到的导电银浆的SEM扫描电镜图。具体实施方式[0026] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。[0027] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。[0028] 实施例中组合物的制备原料均为市售，其中实施例1和实施例3的片状银粉的来源不同，实施例1片状银粉购自BROFO，货号Brofos?Ag?P05，粒径5um，实施例3片状银粉购自BROFO，货号Brofos?Ag?P01，粒径1um，球状银粉购自BROFO，货号Brofos?Ag?W02，粒径2um，?7玻璃粉购自贵州佰博，货号为BYB552，热膨胀系数为(80～90)×10 /℃，粒径2.5um，酚醛环氧树脂购自日本住友，型号E16521A，拉伸强度为62MPa，脂环族环氧树脂购自新纳希，型号SynaEpoxyS?100，气相二氧化硅购自湖北汇富纳米材料股份有限公司，型号HL?300，分散剂购自毕克，型号为BYK?111。[0029] 实施例1[0030] 本实施例提供了一种用于异质结电池的导电银浆，其原料包括89kg电相、0.34kg玻璃粉和10.66kg有机载体。[0031] 导电相为片状银粉和球形银粉。导电相中，片状银粉和球形银粉的重量比为29.6:59.4，片状银粉购自BROFO，货号Brofos?Ag?P05，粒径5um。[0032] 无机粘结相为玻璃粉。[0033] 所述有机载体的原料包括树脂、固化剂、溶剂、触变剂和分散剂。有机载体中，环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂的重量比为7.4:2.3:0.5:0.46。[0034] 环氧树脂为脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂。环氧树脂中，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:2.5。[0035] 固化剂为固化剂选四亚乙基五胺。[0036] 触变剂为气相二氧化硅。[0037] 所述有机载体还包括溶剂，溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯。[0038] 本实施例还提供了一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，方法如下：步骤一、制备有机载体，具体方法包括：将环氧树脂、固化剂、触变剂和分散剂倒入反应釜中，加入溶剂至体积为原来的1.5倍，反应釜控温在30～40℃，搅拌速度1500r/min，搅拌3h直至形成均匀的粘稠液体，然后用250目的滤网过滤，得到有机载体；[0039] 步骤二、银浆混合，具体方法包括：将导电相、无机粘接剂和有机载体加入双行星搅拌釜，控制温度在40℃以内，搅拌速度100r/min，分散盘速度为150r/min，搅拌4h得到搅拌均匀的浆料；[0040] 步骤三、三辊研磨及过滤，具体方法包括：将步骤二中的搅拌均匀的浆料进行研磨，以80um、60um的研磨间隙研磨两遍；以60um、30um的研磨间隙研磨两遍；以40um、20um的研磨间隙研磨两遍，研磨结束，用刮板细度计测试细度为10um以下即可，得到导电银浆。[0041] 实施例2[0042] 本实施例提供了一种用于异质结电池的导电银浆，与实施例1不同的是，所述用于异质结电池的导电银浆的原料包括88.5kg导电相、0.5kg无机粘结相和11kg有机载体。[0043] 本实施例还提供了一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，与实施例1相同。[0044] 实施例3[0045] 本实施例提供了一种用于异质结电池的导电银浆，与实施例1不同的是，片状银粉的来源不同，片状银粉购自BROFO，货号Brofos?Ag?P01，粒径1um，且导电相中，片状银粉和球形银粉的重量比为27:54。[0046] 本实施例还提供了一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，与实施例1相同。[0047] 实施例4[0048] 本实施例提供了一种用于异质结电池的导电银浆，与实施例1不同的是，所述用于异质结电池的导电银浆的原料包括89kg导电相、0.1kg无机粘结相和10kg有机载体。[0049] 本实施例还提供了一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，与实施例1相同。[0050] 实施例5[0051] 本实施例提供了一种用于异质结电池的导电银浆，与实施例1不同的是，环氧树脂中，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:1。[0052] 本实施例还提供了一种用于异质结电池的导电银浆的制备方法，与实施例1相同.[0053] 性能测试：粘度测试，使用粘度测试仪测试实施例1?5得到的导电银浆，结果如表1:[0054] 表1[0055]实施例 粘度(Pa·s，25℃)1 902 953 1044 1555 172[0056] 从表1可以看出，实施例1制备得到的导电银浆的粘度明显低于实施例2?5。[0057] 固含量测试：使用马弗炉测试实施例1?5得到的导电银浆，结果如表2:[0058] 表2[0059]实施例 固含量(wt％)1 922 913 894 855 87[0060] 从表2可以看出，实施例1制备得到的导电银浆的固含量可以达到92％，明显高于实施例2?5。[0061] 拉力测试：使用9BBPVD片源，按照YS/T612?2014测试实施例1?5得到的导电银浆，结果如表3:[0062] 表3[0063] 实施例 电池片正面拉力(N)1 2.912 2.853 2.784 2.375 2.33[0064] 从表3可以看出，实施例1中玻璃粉用量占比为0.34wt％，环氧树脂中，脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂的重量比为1:2.5，均采用了本发明提供的技术方案，制备得到的导电银浆的电池片正面拉力优于实施例2?5。[0065] SEM测试：使用SEM扫描电镜测试实施例1得到的导电银浆，结果如图1，从图1可以看出本实施例制备的导电银浆填充致密，具有比较好的导电性。[0066] 电池效率测试：使用型号捷佳创2A的光伏设备测试实施例1?5得到的导电银浆，电池片选用9BBPVD片源，180℃固化38min，结果如表4:[0067] 表4[0068][0069] 从表4可以看出，使用9BBPVD片源作为电池片，实施例1?5制得的导电银浆均具有很高的充放电效率Eta、短路电流Isc和填充因子FF，其中实施例1玻璃粉用量占比为0.34wt％制得的导电银浆，充放电效率Eta、短路电流Isc和填充因子FF明显优于实施例2?4。[0070] 这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。[0071] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

专利地区：四川

专利申请日期：2022-08-01

专利公开日期：2024-11-26

专利公告号：CN115240898B