CN107424660A - 一种太阳能电池用背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，具体涉及一种太阳能电池用背银浆料及其制备方法；所述背银浆料包括如下重量百分数的组分：银粉30‑80%，有机载体 15‑60%，玻璃粉：1.5‑10%；本发明通过使用不规则外形的片状或线状等银粉混合体部分替代球形银粉，混合银粉烧结活性高，烧结后银膜结构致密，印刷到太阳能电池上后，电池导电率高。两种银粉混合使用，可有效降低银粉用量，在较低银含量（<50%）的情况下，提高烧结致密度和焊接性能，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池用背银浆料及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。太阳能电池背银浆料是太阳能电池电子浆料的主要组成部分，它在太阳能电池生产中主要是用来制作背面主栅，起到将铝背场收集的电流汇流导出的作用。由于背面主栅需要与金属焊条焊在一起串联成组件，因此，太阳能电池背银浆料影响了银层的可焊性、耐焊性、与硅基板的附着力以及导电性。银粉通常作为导电体用来降低浆料的固化性质，但是单一粒径的银粉烧结活性较低，烧结后银膜结构不够致密。若使用纳米或亚微米的银粉，虽然能提高烧结活性，但其制备工艺复杂，成本昂贵，且低填充时无法实现高导电率，往往需要高的填充量才能达到高导电率，这不利于产品在市场上的竞争力。目前，为保证电池的效率，背银浆料中的银粉含量普遍在80%以上，这使得背银浆料的成本居高不下，严重影响企业的发展。银层，如何在保证导电性的情况下降低背银浆料的生产成本成为行业内急需攻克的难题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题在于提供一种导电性良好，生产成本低的太阳能电池用背银浆料，此外，本发明还提供了它的制备方法。
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉30-80%，有机载体15-60% ，玻璃粉：1.5-10%。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉30-50%，有机载体 40-60% ，玻璃粉：1.5-10%。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述银粉为片状或线状银粉与球状银粉组成的混合物，其中添加比例为：片状或线状银粉：球形银粉=2-5：1-3。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂和溶剂的质量比为1-2：3-4。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述树脂选自环氧树脂改性二醋酸纤维素、聚酯改性丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂中的其中一种。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述溶剂选自尼龙酸二甲酯、聚酰胺改性氢化蓖麻油、液体石蜡，己二醇、卡必醇、松节油中的至少一种。
进一步的，所述的太阳能电池用背银浆料，所述玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 50-70% , SiO2 3-15%, Al2O3 1-10%, MgO 1-10%, ZnO 1-10%, TeO2 3-12%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌0.5-1.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
本发明与现有技术相比具有的突出的有益效果是：
本发明通过使用不规则外形的片状或线状等银粉混合体部分替代球形银粉，混合银粉烧结活性高，烧结后银膜结构致密，印刷到太阳能电池上后，电池导电率高。两种银粉混合使用，可有效降低银粉用量，在较低银含量（<50%）的情况下，提高烧结致密度和焊接性能，降低成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉40%，有机载体 55% ，玻璃粉：5%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为4：1，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，其中，树脂为聚酯改性丙烯酸树脂，溶剂为聚酰胺改性氢化蓖麻油，两者的质量比为1.5：4。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 65% , SiO2 10%, Al2O39%, MgO3%, ZnO 10%, TeO2 3%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌1小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
实施例2：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉45%，有机载体 50% ，玻璃粉：5%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为3：1，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，树脂为环氧树脂改性二醋酸纤维素溶剂为聚酰胺改性氢化蓖麻油和松节油，两者的质量比为2：3。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 70% , SiO2 15%, Al2O34%, MgO 4%, ZnO 3%, TeO2 4%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌1小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
实施例3：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉30%，有机载体 60% ，玻璃粉：10%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为4：1，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂为聚酯改性丙烯酸树脂，溶剂为液体石蜡和己二醇，两者的质量比为2：3。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 60% , SiO2 10%, Al2O35%, MgO 8%, ZnO 5%, TeO2 12%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌0.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
实施例4：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉40%，有机载体 50% ，玻璃粉：10%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为3：2，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂为聚乙烯醇缩丁醛树脂溶剂为液体石蜡和卡必醇；的质量比为1.5：3.5。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 60% , SiO2 10%, Al2O38%, MgO 4%, ZnO 6%, TeO2 12%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌0.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
实施例5：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉35%，有机载体 60% ，玻璃粉：5%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为5：1，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂为聚酯改性丙烯酸树脂，所述溶剂为聚酰胺改性氢化蓖麻油，两者的质量比为2：3。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 70% , SiO2 3%, Al2O35%, MgO 5%, ZnO 5%, TeO2 12%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌0.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
实施例6：
一种太阳能电池用背银浆料，包括如下重量百分数的组分：银粉75%，有机载体 15% ，玻璃粉：10%。
本实施例中，所述银粉为不规则形状的片状或线状银粉与规则形状的球状银粉组成的混合物，两种银粉的添加比例为2：3，所述不规则形状的片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3；所述规则形状的球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂为环氧树脂改性二醋酸纤维素，所述溶剂为尼龙酸二甲酯，两者的质量比为1：4。
本实施例中，玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 50% , SiO2 15%,Al2O310%, MgO10%, ZnO10%, TeO2 5%。
一种太阳能电池用背银浆料的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌1.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至4微米一下，即得太阳能电池用背银浆料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池用背银浆料，其特征在于，包括如下重量百分数的组分：银粉30-80%，有机载体 15-60% ，玻璃粉：1.5-10%。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，包括如下重量百分数的组分：银粉30-50%，有机载体 40-60% ，玻璃粉：1.5-10%。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述银粉为片状或线状银粉与球状银粉组成的混合物，其中添加比例为：片状或线状银粉：球形银粉=2-5：1-3。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述片状或线状银粉的平均粒径0.8-1.5μm，振实密度3-4g/cm3。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述球形银粉的平均粒径0.2-0.8μm，振实密度3-5 g/cm3。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述有机载体为树脂和溶剂的混合物，所述树脂和溶剂的质量比为1-2：3-4。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述树脂选自环氧树脂改性二醋酸纤维素、聚酯改性丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂中的其中一种。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述溶剂选自尼龙酸二甲酯、聚酰胺改性氢化蓖麻油、液体石蜡，己二醇、卡必醇、松节油中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池用背银浆料，其特征在于，所述玻璃粉包括如下重量百分数的组成：Bi2O3 50-70% , SiO2 3-15%, Al2O3 1-10%, MgO 1-10%, ZnO 1-10%,TeO2 3-12%。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的太阳能电池用背银浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备有机载体：按配方比例计量有机树脂的原料，将原料依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至粒径小于3微米；再在65-70℃的温度条件下搅拌0.5-1.5小时，得到均一的有机载体；
（2）制备背银浆料：按配方比称取背银浆料所需原料，将混合物依次投入搅拌分散装置及研磨分散装置中，研磨至平均粒径小于10微米；再在三辊机上分散至平均粒径小于4微米，即得太阳能电池用背银浆料。
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