CN107331434A - 一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池领域，尤其是一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合及其制备方法。该正银浆料组合包括第一道副栅印刷正银浆料和第二道主栅印刷正银浆料，所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料，其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%；余量为4～5%；所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料，其成分由下列重量百分比的原料组成：银粉50～80%；玻璃粉3～15%；有机载体二15～50%；助剂0～3%；拉力助剂0.1～3%；余量为1～2%。该正银浆料提高了主栅的焊接拉力，提高电池光转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，尤其是一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合及其制备方法。
背景技术
能源是经济社会发展的基石，当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。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。
浆料是晶硅太阳能电池的关键辅助材料，约占电池片非硅成本的50%-60%，对电池的光电转换效率和成本有重要影响。而技术的提升和市场竞争的激烈，造成单个电池片浆料用量的持续减少，电池片的成本居高不下。而且浆料的拉力不够，光转化率较低。
发明内容
为了克服现有的浆料拉力不够且光转化率低的不足，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，包括第一道副栅印刷正银浆料和第二道主栅印刷正银浆料，
所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料，其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%；
余量为4～5%；
所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料，其成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉50～80%；
玻璃粉3～15%；
有机载体二15～50%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为1～2%。
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%，有机溶剂占有机载体一质量百分比为60～90%。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述有机树脂选自松香、乙基纤维素、环氧树脂、聚酯树脂、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树脂占有机载体二的质量百分比的15%～50%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为50～85%。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述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，所述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、TXIB、EPA、PPH、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，进一步包括所述拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、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，进一步包括所述所述助剂包括分散剂或润湿剂。
一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合的制备方法，制备步骤如下：
制备用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体一的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，最后得到均匀的有机载体一；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料；
制备用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体二的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体二；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料。
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
一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，包括第一道副栅印刷正银浆料和第二道主栅印刷正银浆料，
所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料，其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%；
余量为4～5%；
所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料，其成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉50～80%；
玻璃粉3～15%；
有机载体二15～50%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为1～2%。
所述有机树脂占有机载体一的质量百分比的10%～40%，有机溶剂占有机载体一质量百分比为60～90%。
所述有机树脂选自松香、乙基纤维素、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺中的一种或至少二种。
所述有机树脂占有机载体二的质量百分比的15%～50%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为50～85%。
所述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，所述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、TXIB、EPA、PPH、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。
所述拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、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。
所述所述助剂包括分散剂或润湿剂。
一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合的制备方法，制备步骤如下：
制备用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体一的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，最后得到均匀的有机载体一；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料；
制备用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体二的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体二；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料。
实施例1
本实施例中的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的组成及其重量百分比：银粉75%、玻璃粉3%、有机载体一8%、BYK110为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10%、环氧5%、聚酰胺5%，丁基卡必醇醋酸酯30%、柠檬酸三丁酯10%、己二酸二甲酯10%、TXIB 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75%、玻璃粉3%、有机载体一8%、BYK110 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。
本实施例中的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的组成及其重量百分比：银粉65%、玻璃粉10%、有机载体二20%、BYK 110 0.2%、Zr 0.1%、WO2 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：松香8%、乙基纤维素5%，、聚酯12%、聚酰胺5%，丁基卡必醇醋酸酯40%、EPA 15%、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65%、玻璃粉10%、有机载体二20%、BYK 110 0.2%、Zr 0.1%、WO2 0.2%，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。
一道印刷浆料用于印刷细栅，主要保证其细栅印刷，要求有良好的高宽比和欧姆接触，二道印刷浆料用于印刷主栅，主要保证其主栅网版印刷烧结后有良好的焊接拉力。一道印刷浆料的粘度为285Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，烘干后进行二道浆料印刷，二道印刷浆料的粘度为155 Pa.s（25℃），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
本实施例中的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的组成及其重量百分比：银粉85%、玻璃粉4%、有机载体9%、Tego 270 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。
制备有机载体一：松香5%、环氧树脂2%、丙烯酸3%、聚酰胺10%，松油醇30%、PPH20%、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85%、玻璃粉4%、有机载体9%、Tego 270 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印刷太阳能电池正面银浆。
本实施例中的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的组成及其重量百分比：银粉72%、玻璃粉5%、有机载体二18%、BYK 180 0.5%、Cr2O3 0.1%、Co2O3 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5%、有机载体二18%、BYK 180 0.5%、Cr2O3 0.1%、Co2O3 0.1%，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。
一道印刷浆料用于印刷细栅，主要保证其细栅印刷，要求有良好的高宽比和欧姆接触，二道印刷浆料用于印刷主栅，主要保证其主栅网版印刷烧结后有良好的焊接拉力。第一道印刷浆料的粘度为312Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，烘干后进行二道浆料印刷，二道印刷浆料的粘度为185 Pa.s（25℃），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
本实施例中的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的组成及其重量百分比：银粉82%、玻璃粉6%、有机载体6%、BYK 110 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。
制备有机载体一：乙基纤维素2%、聚酰胺3%、聚酯15%，松油醇25%、EPA 20%、柠檬酸三丁酯20%、PPH 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银粉82%、玻璃粉6%、有机载体6%、BYK 110 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印刷太阳能电池正面银浆。
本实施例中的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的组成及其重量百分比：银粉68%、玻璃粉8%、有机载体二16%、BYK 270 0.5%、TeO2 0.2%、Pt2O3 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：丙烯酸10%、聚酯15%、聚酰胺5%，丁基卡必醇醋酸酯25%、DBE45%，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：银粉68%、玻璃粉8%、有机载体二16%、BYK 270 0.5%、TeO20.2%、Pt2O3 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。
一道印刷浆料用于印刷细栅，主要保证其细栅印刷，要求有良好的高宽比和欧姆接触，二道印刷浆料用于印刷主栅，主要保证其主栅网版印刷烧结后有良好的焊接拉力。第一道印刷浆料的粘度为345Pa.s（25℃），能在26-30 um线宽网版印刷，烘干后进行二道浆料印刷，二道印刷浆料的粘度为155 Pa.s（25℃），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
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 (8)
1.一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，包括第一道副栅印刷正银浆料和第二道主栅印刷正银浆料，
所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料，其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%；
余量为4～5%；
所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料，其成分由下列重量百分比的原料组成：
银粉50～80%；
玻璃粉3～15%；
有机载体二15～50%；
助剂0～3%；
拉力助剂0.1～3%；
余量为1～2%。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述有机树脂占有机载体一的质量百分比的10%～40%，有机溶剂占有机载体一质量百分比为60～90%。
3.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述有机树脂选自松香、乙基纤维素、环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺中的一种或至少二种。
4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述有机树脂占有机载体二的质量百分比的15%～50%，有机溶剂占有机载体二质量百分比为50～85%。
5.根据权利要求4所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述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，所述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、TXIB、EPA、PPH、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。
6.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述拉力助剂为从Zr、Cr、Co、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、W、Re、Os、Ir、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。
7.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合，其特征是，所述所述助剂包括分散剂或润湿剂。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种晶体硅太阳能电池主副栅线分离印刷正银浆料组合的制备方法，其特征是，制备步骤如下：
制备用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体一的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，最后得到均匀的有机载体一；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极的细栅印刷第一道副栅印刷的正银浆料；
制备用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料：
第一步，先将组成所述有机载体二的有机树脂和有机溶剂按配方比例称取，然后在75～85℃温度下高速分散1～3小时，得到均一的有机载体二；
第二步，先将所述用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料的各组分按配方比例称取，然后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，最后制成所述的用于印刷电池片正面电极主栅的第二道印刷正银浆料。
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