CN104330546B - 一种用于电子浆料的流体检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电子浆料的流体检测仪，包括检测本体（1），其特征在于：所述的检测本体（1）包括漏斗测试区（2）、脱落测试区（3）、排固测试区（4）和检测槽（5），其中漏斗测试区（2）位于检测本体（1）的中部，左右两侧分别布置一列排固测试区（4）和一列脱落测试区（3），检测槽（5）位于漏斗测试区（2）的一端旁侧。本发明的结构简单，能够方便快捷地检测有机载体的粘度、流动快慢、流平性、挥发性等直接对浆料的粘度、挥发性、触变性和流平性印刷性以及电池性能的影响，能够通过检测国外成熟浆料的各性能，对比国产浆料的各性能的差异而从中得到参考；装置本体使用材料可以是一些常见的材料，易制作，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于晶硅太阳能电池正背银浆（电子浆料）流体特性检测的装置，具体地说是一种检测全面的用于电子浆料的流体检测仪。
背景技术
全球能源的日趋紧张，环境污染日益严重，太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到了世界各国的广泛重视，国际上众多大公司投入太阳能电池研发和生产行业。通过太阳能电池将光能转换成电力实现，硅太阳能电池是一种有效地吸收太阳能辐射并使之转化为电的半导体电子器件，现已广泛应用于各种照明及发电系统中。晶体硅太阳能电池是目前市场上的主导产品，它的光电转换效率较高。
电子浆料作为太阳能电池中重要组成部分，用在太阳能电池电极上面，除了要求浆料具有良好的印刷性能外，还要求印刷烧结后有良好的电性能、可焊性以及硅片不发生变形，铝膜光滑无铝珠，组装时不起灰等。对于太阳能电池来说，是其光电转换效率的关键。作为制造太阳能电池的关键材料----正（背）银浆料，它在太阳能电池中起着汇集电流和欧姆接触的作用，它的性能优劣是影响太阳能电池光电转换效率的关键所在。正（背）银浆料的主要成分是银粉，玻璃粉和有机载体，它们对太阳能电池性能的影响不同。如今我国电子浆料产业无论从生产技术、产品品种和质量以及市场份额，都远远落后于世界先进国家在正（背）银浆料产品方面，由于国内电子元器件产业的发展对电子浆料品种数量和质量的需求在相当长的时期内不得不依靠国外大量进口来满足。中国逐渐成为世界的制造中心之一，国外加工企业不断转移到中国，更加加剧了这种矛盾，因此，电子浆料产业市场基本被美国的杜邦、Ferro、Hand＆Harman，韩国的三星等几家公司所垄断。国家为推动电子浆料产业提供了良好的产业政策，随着技术方面的人力、财力投入，产品势必会由中低档水平向中高档迈进，缩短与美、日技术差距是必然趋势。
导电浆料是将银粉和玻璃粉混合均匀后边搅拌边加入有机载体中，这样初步得到导电银浆，再用三辊研磨机研磨使浆料中各成分分布均匀，细化。浆料作为太阳能电池中重要组成部分，用在太阳能电池电极上面，除了要求浆料具有良好的印刷性能外，还要求印刷烧结后有良好的电性能，光电转换效率是关键。一款浆料的好坏体现在浆料烧结后栅线的厚度，宽度致密性膜层的均匀，不断线，不漏网，电阻率小。有机载体是电子浆料首要关键材料，它决定了电子浆料的涂复性能（如丝网印刷等），同时对浆料的其它性能也产生重大影响，它的作用是使粉体分散均匀，形成浆体的液体，达到其他成分具有流动性，从而使浆料具有适宜的粘度，挥发性，触变性和流平性，以获得良好的印刷性能，使丝网印刷后的膜层均匀，致密，清晰和平整。在配制电子浆料有机载体时应该综合考虑电子浆料的分散性，稳定性和流平性。通过研究其各组成分对粘度，挥发性，印刷性以及电池性能的影响，从而获得适合工业化生产的载体。国内一般实验室对电子浆料的流体特性只是用粘度计检测一下电子浆料的剪切力，其他特性只能用搅拌棒搅拌搅拌浆料凭经验观察，很难得出可靠的结果。由于流体的各种粘性影响所带来的复杂性使无数研究者付出了艰辛的劳动。因而，对流体的这一属性必须给予足够的重视。为确定一些以前对流体的某些特性不确定的因素，从而为推动成功研制出太阳能电池导电浆料提供了可能，满足我国目前对太阳能电池导电浆料的大量需求，促进我国太阳能电池的技术发展，有必要对浆料流体（除剪切力）其它的特性进行检测。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中仅检测电子浆料剪切力的问题，提供一种检测全面的用于电子浆料的流体检测仪。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种用于电子浆料的流体检测仪，包括检测本体，其特征在于：所述的检测本体包括漏斗测试区、脱落测试区、排固测试区和检测槽，其中漏斗测试区位于检测本体的中部，左右两侧分别布置一列排固测试区和一列脱落测试区，检测槽位于漏斗测试区的一端旁侧。
所述漏斗测试区中的检测孔用于检测浆料和固体接触物的吸附性和粘度，以左上角的检测孔为基准，横向从左向右的检测孔下孔直径相同且检测孔坡角角度呈递减趋势，纵向从上至下的检测孔下孔直径逐渐增大且检测孔坡角角度相同。
所述脱落测试区中的检测孔为圆柱形检测孔，纵向从上至下的检测孔直径逐渐增大以检测浆料的脱落效果。
所述排固测试区中的检测孔外形为圆柱形，且纵向从上至下的检测孔的上孔直径相同且下孔直径逐渐增大，用于在排除固体的影响下检测浆料自身的粘度。
所述的漏斗测试区、脱落测试区、排固测试区中的检测孔的高度相同。
所述检测槽的底部从上向下形成一定的坡角以检测浆料的流平性和挥发性。
所述检测槽的四角呈圆角。
所述检测本体的边侧上下分别设有插入上盖板和下盖板的插槽。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明解决了传统厂商只使用旋转粘度计检测剪切力（剪切力，是流体受到剪应力变形或拉伸应力时所产生的阻力；旋转粘度计通过实测旋转转子的力矩和转速，推求试样所受剪应力和剪应变速度之间的关系。）的局限性；通过对浆料流体（除剪切力外）其他特性的补充检测，解决旋转粘度计无法直观的观察流体的运动现象，直观地观察出各种现象并能得到可靠的检测结果。
本发明通过检测浆料或有机载体对固体的吸附力，可以检测浆料或有机载体自身分子间的吸附力，可以检测浆料或有机载体的脱落能力；能直观的观察浆料的流动性、流动速度、拉丝长短、浆料的流平性和挥发性；由于浆料是半流体，方便安置在振荡仪器上，以一定的频率轻微振荡以加强半流体的流动性。
本发明的结构简单，能够方便快捷地检测有机载体的粘度、流动快慢、流平性、挥发性等直接对浆料的粘度、挥发性、触变性和流平性印刷性以及电池性能的影响，能够通过先检测国外成熟浆料的各性能，然后对比国产浆料的各性能的差异从中得到参考；装置本体使用材料可以是一些常见的材料，如钢材料，其他金属材料也可以，易制作，成本低廉。
附图说明
附图1为本发明的流体检测仪的结构示意图；
附图2为本发明的流体检测仪的检测孔下孔截面结构示意图；
附图3为本发明的流体检测仪的检测孔上孔截面结构示意图；
附图4为本发明的流体检测仪的检测孔的侧面结构集合示意图。
其中：1—检测本体；2—漏斗测试区；3—脱落测试区；4—排固测试区；5—检测槽；6—插槽。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-4所示：一种用于电子浆料的流体检测仪，包括检测本体1，检测本体1的边侧上下分别设有插入上盖板和下盖板的插槽6，该检测本体1包括漏斗测试区2、脱落测试区3、排固测试区4和检测槽5，其中漏斗测试区2位于检测本体1的中部，左右两侧分别布置一列排固测试区4和一列脱落测试区3，检测槽5位于漏斗测试区2的一端旁侧；其中漏斗测试区2中的检测孔用于检测浆料和固体接触物的吸附性和粘度，以左上角的检测孔为基准，横向从左向右的检测孔下孔直径相同且检测孔坡角角度呈递减趋势，纵向从上至下的检测孔下孔直径逐渐增大且检测孔坡角角度相同；脱落测试区3中的检测孔为圆柱形检测孔，纵向从上至下的检测孔直径逐渐增大以检测浆料的脱落效果；排固测试区4中的检测孔外形为圆柱形，且纵向从上至下的检测孔的上孔直径相同且下孔直径逐渐增大，用于在排除固体的影响下检测浆料自身的粘度；四角呈圆角的检测槽5的底部从上向下形成一定的坡角以检测浆料的流平性和挥发性；上述漏斗测试区2、脱落测试区3、排固测试区4中的检测孔的高度相同。
下面通过举例来说明本发明的用于电子浆料的流体检测仪的构造，在图1-4中，可以明确地看到漏斗测试区2中设有九组漏斗形检测孔，检测孔的高度均为20mm，以左上角的检测孔为基准孔，该基准孔的下孔直径为1mm，高度为20mm，上开孔大小以斜坡与水平面的角度而定。横向从左至右检测孔的下孔直径均为1mm且检测孔坡角分别是60°、50°、40°、30°和20°，即下孔直径相同而坡角递减；纵向从上至下的检测孔下孔直径分别为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm且检测孔坡角角度相同。通过在检测孔表面涂上制作网版用的曝光胶，以模拟网版的表面；也可以涂上其他材料模拟其他材料。漏斗测试区2中的九组漏斗形检测孔主要检测浆料和固体（如网版，回墨刀，刮条，硅片）接触物的吸附性和粘度。当流体与固体接触时，在分界面上都产生一个张力，称为表面张力，表面张力又称为面积力，又由于它产生在液体与固体的接触面上，故又称接触力。检测导电浆料的润湿性即液体对固体表面的亲合性，间接获知浆料能否在基板上有效铺展。横向比较时下孔直径都相同，通过坡角大小来比较浆料和固体接触物的粘度。粘度相同时，坡角越大流体越容易往下流淌，而且流淌的速度会快些。纵向比较时坡角的角度相同，下孔直径由小到大。粘度相同时，下孔直径越大流体越容易流淌出下孔。流动过快则粘度小，印刷后会有漏网现象，流动过慢则粘度大，印刷后会有断线现象，平流性差。所以适合的粘度，需要适合的检测孔和适合的流动速度。
脱落测试区3中的九个孔都为圆柱形检测孔，九个孔的高度都是20mm，纵向从上至下每个检测孔的直径分别是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm；检测孔直径递增。主要用于检测浆料的脱落效果。模拟网版印刷时浆料的脱离网版孔的效果。由于网版的开孔比较小，无法在印刷时直接观察浆料脱落网版的效果。圆柱形检测孔则相当于放大了若干倍的网版孔，通过不同直径的检测孔观察浆料的脱落性。观察浆料在哪个直径下检测孔中能脱落，而且脱落的速度较快；可以对比不同的浆料间在同一直径的检测孔哪个一个浆料脱落的快。圆柱形检测孔相当于毛细管，检测一定体积的流体流过圆柱体（毛细管）所以用的时间，用来确定高聚物稀溶液的粘度，进而求得高聚物的分子量，分子间互相的吸引力。
排固测试区4中的检测孔外形为圆柱形，九个孔的高度和上孔直径都是20mm，纵向从上至下每个检测孔的下孔直径分别是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm，即检测孔的底孔直径递增。排固测试区4中的检测孔主要用来排除固体的影响，检测浆料自身的粘度。浆料通过此处检测孔脱落时不接触其他固体，排除流体受到剪应力变形，只有地心力，检测浆料自身分子间的摩擦力；通过观察对比不同大小的检测孔对浆料的脱落速度，拉丝长度等，从而得到浆料自身的粘度大小。粘度过小则可塑性差，印刷后容易漏板；粘度过高则可塑性好，印刷后容易断线，平流性差。
四角呈圆角的检测槽5的底部从上向下形成一定的坡角以检测浆料的流平性和挥发性，四个角设置成圆角是为了测试完毕后方便清洁，底部从上向下形成一定的坡角。检测槽5主要检测浆料的流平性和挥发性，将浆料倒入检测槽5，静置一段时间后观察浆料的表面是否能接近水平；因为检测槽5底部是倾斜的，所以平铺在检测槽5中的浆料是由厚到薄的，静置一段时间后，观察不同厚度的浆料表面是否有发干的现象，检查浆料的流平性和挥发性。流平性好，印刷出来的栅线起伏小，比较平滑；挥发性好坏，影响到浆料的变质时间的长短。
本发明的检测仪使用时，首先将下盖板装在检测本体1下面的插槽6内，在所需的检测孔中填满浆料，在检测本体1上面的插槽6内插入上盖板将多余的浆料推出使每个检测孔中的浆料处于同一平面，从另一端抽出上盖板，最后迅速抽掉下盖板，观察每个检测孔的漏浆情况，流出速度，拉丝长短，流出多少等。浆料是半流体一般粘度比较大，所以做实验时可以把检测装置本体夹在震荡机上增加浆料的流动性。从浆料的组成可以看出有机载体决定了电子浆料的流动性、粘度、挥发性、触变性和流平性，没有加入银粉的有机载体流动性非常好，所以可以直接先检测有机载体的各流体性能，这样能得到更好的结果。可以以国外成熟的浆料作为参考，先检测国外的浆料，然后得到一组适宜的检测孔的区间国产浆料可以以此区间作为参考。压强、温度、湿度对浆料的流体特性有很大影响，所以在检测前我们应该先排除这种影响。
本发明解决了传统厂商只使用旋转粘度计检测剪切力（剪切力，是流体受到剪应力变形或拉伸应力时所产生的阻力；旋转粘度计通过实测旋转转子的力矩和转速，推求试样所受剪应力和剪应变速度之间的关系。）的局限性；通过对浆料流体（除剪切力外）其他特性的补充检测，解决旋转粘度计无法直观的观察流体的运动现象，直观地观察出各种现象并能得到可靠的检测结果。本发明通过检测浆料或有机载体对固体的吸附力，可以检测浆料或有机载体自身分子间的吸附力，可以检测浆料或有机载体的脱落能力；能直观的观察浆料的流动性、流动速度、拉丝长短、浆料的流平性和挥发性；由于浆料是半流体，方便安置在振荡仪器上，以一定的频率轻微振荡以加强半流体的流动性。本发明的结构简单，能够方便快捷地检测有机载体的粘度、流动快慢、流平性、挥发性等直接对浆料的粘度、挥发性、触变性和流平性印刷性以及电池性能的影响，能够通过先检测国外成熟浆料的各性能，然后对比国产浆料的各性能的差异从中得到参考；装置本体使用材料可以是一些常见的材料，如钢材料，其他金属材料也可以，易制作，成本低廉。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (8)
1.一种用于电子浆料的流体检测仪，包括检测本体（1），其特征在于：所述的检测本体（1）包括漏斗测试区（2）、脱落测试区（3）、排固测试区（4）和检测槽（5），其中漏斗测试区（2）位于检测本体（1）的中部，左右两侧分别布置一列排固测试区（4）和一列脱落测试区（3），检测槽（5）位于漏斗测试区（2）的一端旁侧。
2.根据权利要求1所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述漏斗测试区（2）中的检测孔用于检测浆料和固体接触物的吸附性和粘度，以左上角的检测孔为基准，横向从左向右的检测孔下孔直径相同且检测孔坡角角度呈递减趋势，纵向从上至下的检测孔下孔直径逐渐增大且检测孔坡角角度相同。
3.根据权利要求1所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述脱落测试区（3）中的检测孔为圆柱形检测孔，纵向从上至下的检测孔直径逐渐增大以检测浆料的脱落效果。
4.根据权利要求1所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述排固测试区（4）中的检测孔外形为圆柱形，且纵向从上至下的检测孔的上孔直径相同且下孔直径逐渐增大，用于在排除固体的影响下检测浆料自身的粘度。
5.根据权利要求1-4任一所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述的漏斗测试区（2）、脱落测试区（3）、排固测试区（4）中的检测孔的高度相同。
6.根据权利要求1所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述检测槽（5）的底部从上向下形成一定的坡角以检测浆料的流平性和挥发性。
7.根据权利要求6所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述检测槽（5）的四角呈圆角。
8.根据权利要求1所述的用于电子浆料的流体检测仪，其特征在于：所述检测本体（1）的边侧上下分别设有插入上盖板和下盖板的插槽（6）。
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- 2014-10-24 CN CN201410576440.1A patent/CN104330546B/zh active Active
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