CN106601328A - 晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料及其制备方法，第一种正银浆料其特征在于用于一道正银印刷，它的成分及重量百分比的原料组成：银粉75～90%、玻璃粉1～8%、有机载体一5～15%，助剂0～1.5%，附着力促进剂0.1～3%，余量为溶剂。第二种正银浆料其特征在于用于二道正银印刷，它的成分及重量百分比的原料组成：银粉75～90%、玻璃粉1～8%、有机载体二5～15%，助剂0～1.5%，拉力助剂0.1～3%，余量为溶剂。本发明提供的晶硅太阳能电池叠层印刷正银浆料包括专用的一道正银浆料和二道正银浆料，可以降低电池的接触电阻，提高短路电流和开路电压，从而提高填充因子，进而提高电池光转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合。
背景技术
能源是经济社会发展的基石，太阳能作为取之不尽的能量源泉，无疑是众多能源中的佼佼者。从转换效率和材料来源考虑，硅基太阳能电池仍然是太阳能电池今后发展的重点项目。随着晶体硅太阳能技术的不断发展，晶体硅电池效率地不断提升，整个行业对太阳能正面银浆的要求越来越高。
随着市场的不断发展，光伏市场竞争激烈，为了达到高效率，以提高自己的市场占有率，多家电池厂尝试30um以下线宽的流畅印刷，但是随之带来硅片的EL断栅严重，进而非但不能提高硅片的电池效率，反而出现更多的不良品。
发明内容
为了克服背景技术中提到的不足，本发明提供了晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合包括第一道印刷正银浆料和第二道印刷正银浆料，
所述的第一道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅印刷，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体一5～15%；
助剂0～3%；
附着力促进剂 0.1～3%；
余量为溶剂；
所述的第二道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅和主栅，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体二5～15%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为溶剂。
其中银粉为导电材料。本发明浆料中一道正银浆料添加了附着力促进剂，保证烘干后顺利进行二道正银浆料印刷，二道正银浆料中添加了拉力助剂，提高了焊接拉力。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述第一道印刷正银浆料适应26-30 um线宽的网版印刷，所述第二道印刷正银浆料适应28-32 um线宽网版印刷。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的有机载体一和有机载体二为一种或至少二种有机树脂与不同挥发速度的有机溶剂组成。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机树脂占有机载体一的质量百分比的10%～40%，有机树脂选自松香、乙基纤维素、热塑性树脂、丙烯酸树脂中的一种或至少二种。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机树脂占有机载体二的质量百分比的10%～40%，有机载体二里的有机树脂为松香、乙基纤维素、聚酯、丙烯酸树脂、聚酰胺中的一种或至少二种。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机溶剂占有机载体一质量百分比为40～90%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为40～90%，有机溶剂选自丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、乙二醇丁醚、己二酸二甲酯、戊二醇二甲酯、DBE、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯中的一种或至少2种。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的附着力促进剂为热塑性树脂，热塑性树脂选用PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚酯中的一种或至少两种的混合物。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、Pt、Li、Ru中选择的一种或至少二种金属或金属氧化物或其金属化合物颗粒。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述助剂包括分散剂或润湿剂。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料的制备方法如下：
制备第一道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载一，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，附着力促进剂助剂0.1～3%，助剂质量百分比为0～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，第一道印刷正银浆料粘度为300～600kcps ，烧结温度为760～850℃；
制备第二道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载二，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体二重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，助剂质量百分比为0～3%，拉力助剂0.1～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，二道印刷正银浆料粘度为200～400kcps，烧结温度为760～850℃。
本发明的有益效果是，该正银浆料中采用热塑性树脂作为一道印刷正银浆料的附着力促进剂，保证二道印刷正银浆料能在一道印刷正银浆料上顺利印刷，采用金属颗粒作为二道印刷正银浆料的拉力助剂，提高了主栅的焊接拉力。该浆料组合浆料可以降低电池的接触电阻，提高短路电流和开路电压，从而提高填充因子，进而提高电池光转化效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
这种晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合包括第一道印刷正银浆料和第二道印刷正银浆料，
第一道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅印刷，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体一5～15%；
助剂0～3%；
附着力促进剂 0.1～3%；
余量为溶剂；
第二道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅和主栅，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体二5～15%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为溶剂。
第一道印刷正银浆料适应26-30 um线宽的网版印刷，所述第二道印刷正银浆料适应28-32 um线宽网版印刷。
有机载体一和有机载体二为一种或至少二种有机树脂与不同挥发速度的有机溶剂组成。有机树脂占有机载体一的质量百分比的10%～40%，有机树脂选自松香、乙基纤维素、热塑性树脂、丙烯酸树脂中的一种或至少二种。有机树脂占有机载体二的质量百分比的10%～40%，有机载体二里的有机树脂为松香、乙基纤维素、聚酯、丙烯酸树脂、聚酰胺中的一种或至少二种。
有机溶剂占有机载体一质量百分比为40～90%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为40～90%，有机溶剂选自丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、乙二醇丁醚、己二酸二甲酯、戊二醇二甲酯、DBE、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯中的一种或至少2种。
附着力促进剂为热塑性树脂，热塑性树脂选用PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚酯中的一种或至少两种的混合物。
拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、Pt、Li、Ru中选择的一种或至少二种金属或金属氧化物或其金属化合物颗粒。
助剂包括分散剂或润湿剂。
晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料的制备方法如下：
制备第一道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载一，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，附着力促进剂助剂0.1～3%，助剂质量百分比为0～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，第一道印刷正银浆料粘度为300～600kcps ，烧结温度为760～850℃；
制备第二道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载二，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体二重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，助剂质量百分比为0～3%，拉力助剂0.1～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，二道印刷正银浆料粘度为200～400kcps，烧结温度为760～850℃。
实施例1
本实施例中的第一道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉78%、玻璃粉2%、有机载体一8%、BYK180为0.5%，聚酰胺0.3%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体一：松香5%、乙基纤维素5%、聚酰胺10%，丁基卡必醇40%、柠檬酸三丁酯10%、己二酸二甲酯30%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉78%、玻璃粉2%、有机载体一8%、BYK 180 0.5%，聚酰胺0.3%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道印刷太阳能电池正面银浆。
本实施例中的第二道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉80%、玻璃粉5%、有机载体二10%、BYK 110 0.3%、WO2 0.1%、Co2O3 0.5%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体二：松香4%、丙烯酸1%、聚酯5%、聚酰胺5%，丁基卡必醇醋酸酯40%、邻苯二甲酸二甲酯30%、松油醇15%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉80%、玻璃粉5%、有机载体二10%、BYK 110 为0.3%、WO2 0.1%、Co2O3 0.5%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道太阳能电池正面银浆。
一道印刷浆料的粘度为355Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，并能在150～200℃、2min内烘干，二道印刷浆料的粘度为200 Pa.s（25℃），能在28-32 um线宽网版印刷，测试的多晶硅片数为500片，对比产线的测试结果如表1所示。
实施例2
本实施例中的一道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉80%、玻璃粉2.6%、有机载体10%、Tego 240 1%，聚酯1%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体一：松香5%、乙基纤维素3%、丙烯酸2%、聚酰胺10%，松油醇30%、丁基卡必醇20%、柠檬酸三丁酯10%、戊二酸二甲酯20%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉80%、玻璃粉2.6%、有机载体10%、Tego 240 1%，聚酯1%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道印刷太阳能电池正面银浆。
本实施例中的二道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉72%、玻璃粉7%、有机载体二12%、BYK 180 0.5%、Zr0.5%、Cr2O3 0.1%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体二：松香5%、丙烯酸2%、聚酯5%、聚酰胺3%，丁基卡必醇40%、DBE30%、松油醇5%、柠檬酸三丁酯10%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉72%、玻璃粉7%、有机载体二12%、BYK 180 0.5%、Zr0.5%、Cr2O3 0.1%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道太阳能电池正面银浆。
第一道印刷浆料的粘度为332Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，并能在150～200℃、2min内烘干，二道印刷浆料的粘度为255 Pa.s（25℃），能在28-32 um线宽网版印刷，测试的多晶硅片数为500片，对比产线的测试结果如表1所示。
实施例3
本实施例中的一道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉78%、玻璃粉6.9%、有机载体12.8%、BYK 180 0.7%，聚甲醛0.8%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体一：乙基纤维素3%、丙烯酸2%、聚酯15%，乙二醇丁醚20%、DBE 25%、柠檬酸三丁酯15%、乙二醇苯醚20%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉78%、玻璃粉6.9%、有机载体12.8%、BYK 180 0.7%，聚甲醛0.8%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道印刷太阳能电池正面银浆。
本实施例中的二道印刷正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉82%、玻璃粉8%、有机载体二11%、BYK 270 0.3%、Te 0.5%、Pt2O3 0.1%、Os 0.2%，其余为溶剂，玻璃粉为PbO-TeO2系列玻璃粉，粒径为0.5～3微米。
制备有机载体二：丙烯酸5%、聚酯5%、聚酰胺10%，丁基卡必醇20%、DBE60%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉82%、玻璃粉8%、有机载体二11%、BYK 270 0.3%、Te 0.5%、Pt2O3 0.1%、Os 0.2%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的一道太阳能电池正面银浆。
第一道印刷浆料的粘度为425Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，并能在150～200℃、2min内烘干，二道印刷浆料的粘度为275 Pa.s（25℃），能在28-32 um线宽网版印刷，测试的多晶硅片数为500片，对比产线的测试结果如表1所示。
表1各实施例和对比产线例阳能电池性能
| Eff | Voc | Isc | FF | Rs | Rsh | 平均焊接拉力（Ｎ） | |
| 实例一 | 18.553% | 0.6382 | 8.9726 | 78.82 | 0.0023 | 242 | 2.5 |
| 实例二 | 18.599% | 0.6383 | 9.0017 | 78.75 | 0.0022 | 196 | 2.3 |
| 实例三 | 18.569% | 0.6380 | 8.9764 | 78.88 | 0.0020 | 186 | 2.4 |
| 产线 | 18.412% | 0.5119 | 8.5468 | 73.60 | 0.0082 | 205 | 2.1 |
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征在于，包括第一道印刷正银浆料和第二道印刷正银浆料，
所述的第一道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅印刷，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体一5～15%；
助剂0～3%；
附着力促进剂 0.1～3%；
余量为溶剂；
所述的第二道印刷正银浆料用于印刷电池片正面电极的细栅和主栅，并且它的成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉75～90%；
玻璃粉1～8%；
有机载体二5～15%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为溶剂。
2. 根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征在于，所述第一道印刷正银浆料适应26-30 um线宽的网版印刷，所述第二道印刷正银浆料适应28-32 um线宽网版印刷。
3.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征在于，所述的有机载体一和有机载体二为一种或至少二种有机树脂与不同挥发速度的有机溶剂组成。
4.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征在于，所述有机树脂占有机载体一的质量百分比的10%～40%，有机树脂选自松香、乙基纤维素、热塑性树脂、丙烯酸树脂中的一种或至少二种。
5.据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征是，所述有机树脂占有机载体二的质量百分比的10%～40%，有机载体二里的有机树脂为松香、乙基纤维素、聚酯、丙烯酸树脂、聚酰胺中的一种或至少二种。
6.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征是，所述有机溶剂占有机载体一质量百分比为40～90%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为40～90%，有机溶剂选自丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、乙二醇丁醚、己二酸二甲酯、戊二醇二甲酯、DBE、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯中的一种或至少2种。
7.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征是，所述的附着力促进剂为热塑性树脂，热塑性树脂选用PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、聚酯中的一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料组合，其特征是，所述的拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、Pt、Li、Ru中选择的一种或至少二种金属或金属氧化物或其金属化合物颗粒。
9.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料，其特征是，所述助剂包括分散剂或润湿剂。
10.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料的制备方法，其特征是，制备方法如下：
制备第一道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载一，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，附着力促进剂助剂0.1～3%，助剂质量百分比为0～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，第一道印刷正银浆料粘度为300～600kcps ，烧结温度为760～850℃；
制备第二道印刷正银浆料：
第一步，制备有机载二，按配方比例称取质量分数为10%～40%有机树脂，称取质量分数50%～90%的有机溶剂，在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体，
第二步，按配方比例称取银粉质量百分比为75～90%、有机载体二重量百分比的5～15%，玻璃粉质量百分比1-8%，助剂质量百分比为0～3%，拉力助剂0.1～3%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成所述的晶体硅太阳能电池叠层印刷正银浆料，
正银浆料的最大细度≤ 7微米、平均细度≤ 5微米，固体含量为70～95％ ，二道印刷正银浆料粘度为200～400kcps，烧结温度为760～850℃。
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| GR01 | Patent grant | ||
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