CN109215840A - 一种背钝化电池用高效率背面银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了材料领域内的一种背钝化电池用高效率背面银浆，包括以下组分及含量：片状银粉25~35%、球状银粉30~40%、有机载体25~40%、玻璃粉0.8~1.2%、1号添加剂0.5~2%，2号添加剂0.3~0.8%；本发明所得浆料对钝化层腐蚀少，搭接处电阻值≤400mΩ，转换效率高可达到21.5%以上；可焊性及耐焊性好；水煮后用3M胶带撕拉不掉粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种银浆，特别涉及一种背面银浆及其制备方法。
背景技术
导电银浆是印刷厚膜电子元器件的关键基础材料之二，被广泛运用于电子信息领域，为其提供导电布线，用量十分巨大。目前，电子信息领域对产品的小型化和集成化提出了更高的要求，这迫使导电布线必须具备较小的线宽和线闰距，以及较低的阻抗。因此，开发兼顾高分辨印刷能力和低方阻的导电银浆将会带来广阔的运用前景。
对于银浆，高分辨和高导电之间往往相互矛盾，在原料的选择方面具备较大差异。银粉方面，一般来说，片状银粉有利于膜层的高导电性能，并且径厚比越大阻就越小:但是，过大的径厚比又会造成浆料拉丝特性显著从而降纸印刷分辨率。树后方面，较小的分子量有利于较高的印刷分辨率，币较小的分子量又会使得膜层的号屯能力和力学性能有所F降，所以必须寻找到合适的解决途径。
现有的背面银浆存在以下问题：腐蚀性高，导致开路电压低，搭接处电阻值偏大，导致串联电阻低，填充因子低并且影响组件长期使用可靠性；背钝化电池因烧结温度低，导致银层致密性较常规电池差，易出现过焊，导致拉力失效；水煮后使用3M胶带撕拉掉粉，容易造成正面脏污，导致电池降级。
发明内容
本发明的目的是提供一种背钝化电池用高效率背面银浆及其制备方法，使其对钝化层腐蚀少，搭接处电阻值低，转换效率高，可焊性及耐焊性好。
本发明的目的是这样实现的一种背钝化电池用高效率背面银浆及其制备方法，所述背面银浆包括以下组分及含量：片状银粉25~35%、球状银粉30~40%、有机载体 25~40%、玻璃粉0.8~1.2%、1号添加剂 0.5~2%，2号添加剂0.3~0.8%；
所述制备方法包括以下步骤：
1）按上述比例配好原料；
2）将配好的原料加入双行星真空搅拌机；
3）打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为35~50R/min，控制搅拌时间 30~50min，得到混合物；
4）将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤15μm，粘度23~50Pa.s，最终得到浆料。
作为本发明的进一步限定，所述片状银粉满足：检测粒径D10 0.7~1.1μm、D50 1.2~1.4μm、D90 2.5~3.0μm，比表面积1600~2000m2/kg，烧损值 0.3~0.7%，振实密度 3.0~3.6g/ml。
作为本发明的进一步限定，所述球状银粉满足：检测粒径D10 0.5~0.6μm、D50 0.6~0.8μm、D90 0.8~1.4μm，比表面积2800~3500m2/kg，烧损值≤0.6%，振实密度 2.8~3.4g/ml。
作为本发明的进一步限定，所述有机载体由以下成分组成：松油醇、三丙二醇甲醚、三乙二醇二异辛酸酯、1.4-丁内酯、聚氧丙烯氧乙烯共聚物、丙烯酸树脂、乙基纤维素。
作为本发明的进一步限定，所述有机载体中各成分的含量为：松油醇 27%，三丙二醇甲醚 19%，三乙二醇二异辛酸酯 25%，1.4-丁内酯 12%，聚氧丙烯氧乙烯共聚物 7%，丙烯酸树脂 5%，乙基纤维素 5%。
作为本发明的进一步限定，所述玻璃粉满足：检测粒径D10 1.2-1.4μm、D50 3.1-4.1μm、D90 6.5-14μm，比表面积750-950m2/kg，软化点范围在600~720℃。
作为本发明的进一步限定，所述1号添加剂包含以下成分中的一种或多少：新癸酸锌、分散剂LD-109、吐温-20、流平剂BYK-350。
作为本发明的进一步限定，所述2号添加剂包含以下成分中的一种或多种：硅粉、锌粉、钼粉、铋粉、氧化铝粉。
作为本发明的进一步限定，所述1号添加剂和2号添加剂的粒径满足：D10 3.2~3.8μm、D50 5.2~5.8μm、D90 7.9~9.2μm、D100≤25μm。
钝化层腐蚀主要是玻璃粉在高温条件下与氧化铝反应，导致钝化层腐蚀；本发明通过以下两点可减轻对钝化层的腐蚀；1、增加玻璃粉软化点，在烧结过程中，玻璃粉为完全熔融，减少对钝化层的腐蚀；2、增加2号添加剂中氧化铝，在烧结过程中可提前与玻璃粉进行反应，降低玻璃粉与钝化层反应量，降低钝化层的破坏；
搭接处电阻值降低；增加硅粉、钼粉可与银、铝形成三元或四元相图，较银铝合金二元相图合金形成温度低；增加银铝合金形成量，降低搭接处电阻值；降低Rs、增加FF，提升转换效率；
加入铋粉，焊接过程中，主要是形成Pb-Sn-Ag合金，加入铋可形成Pb-Sn-Ag-Bi合金较Pb-Sn-Ag合金形成熔点温度低28~40℃；可增加合金形成量以增加其可焊性；
水煮后用3M胶带撕拉不掉粉原因是搭接处铝粉氧化后造成搭接处铝粉脱落；1、加入1号助剂，增加浆料分散性，降低银粉-玻璃粉的团聚造成脱落；2、加入增加硅粉、钼粉可与银、铝形成三元或四元相图，较银铝合金二元相图合金形成温度低；增加银铝合金形成量降低铝粉氧化量。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明所得浆料对钝化层腐蚀少，搭接处电阻值≤400mΩ，转换效率高可达到21.5%以上；可焊性及耐焊性好；水煮后用3M胶带撕拉不掉粉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1-4
实施例1-4均由以下成分组成：片状银粉、球状银粉、有机载体、玻璃粉、1号添加剂、2号添加剂，其中，各成分满足表1：
表1
有机载体由以下含量的成分组成：松油醇 27%，三丙二醇甲醚 19%，三乙二醇二异辛酸酯 25%，1.4-丁内酯 12%，聚氧丙烯氧乙烯共聚物 7%，丙烯酸树脂 5%，乙基纤维素5%；
1号添加剂包含以下成分中的一种或多少：新癸酸锌、分散剂LD-109、吐温-20、流平剂BYK-350；
2号添加剂包含以下成分中的一种或多种：硅粉、锌粉、钼粉、铋粉；
各成分的含量（Wt%）如表2所示：
表2
上述4中银浆的制备方法包括以下步骤：
1）按上述比例配好原料；
2）将配好的原料加入双行星真空搅拌机；
3）打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为35~50R/min，控制搅拌时间 30~50min，得到混合物；
4）将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤15μm，粘度23~50Pa.s，最终得到浆料。
下面对本发明制作的浆料进行测试。
首先先对浆料进行印刷制作，其工艺参数具体如表3。
表3
通过上述工艺将浆料印刷在硅片上，并通过I-V测试仪对其进行测试，获得数据如表4、5。
表4
表5
由上表可知，转换效率提升达到0.1%+，达到21.5%+.接触电阻小于400，且拉力≥5N，满足组件长期可靠稳定使用。且3M胶带撕拉不掉粉，避免了正面脏污导致组件降级。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1. 一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，包括以下组分及含量：片状银粉25~35%、球状银粉30~40%、有机载体 25~40%、玻璃粉0.8~1.2%、1号添加剂 0.5~2%，2号添加剂0.3~0.8%。
2. 根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述片状银粉满足：检测粒径D10 0.7~1.1μm、D50 1.2~1.4μm、D90 2.5~3.0μm，比表面积1600~2000m2/kg，烧损值 0.3~0.7%，振实密度 3.0~3.6g/ml。
3. 根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述球状银粉满足：检测粒径D10 0.5~0.6μm、D50 0.6~0.8μm、D90 0.8~1.4μm，比表面积2800~3500m2/kg，烧损值≤0.6%，振实密度 2.8~3.4g/ml。
4.根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述有机载体由以下成分组成：松油醇、三丙二醇甲醚、三乙二醇二异辛酸酯、1.4-丁内酯、聚氧丙烯氧乙烯共聚物、丙烯酸树脂、乙基纤维素。
5. 根据权利要求4所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述有机载体中各成分的含量为：松油醇 27%，三丙二醇甲醚 19%，三乙二醇二异辛酸酯 25%，1.4-丁内酯 12%，聚氧丙烯氧乙烯共聚物 7%，丙烯酸树脂 5%，乙基纤维素 5%。
6. 根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述玻璃粉满足：检测粒径D10 1.2-1.4μm、D50 3.1-4.1μm、D90 6.5-14μm，比表面积750-950m2/kg，软化点范围在600~720℃。
7.根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述1号添加剂包含以下成分中的一种或多少：新癸酸锌、分散剂LD-109、吐温-20、流平剂BYK-350。
8.根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述2号添加剂包含以下成分中的一种或多种：硅粉、锌粉、钼粉、铋粉。
9. 根据权利要求1所述的一种背钝化电池用高效率背面银浆，其特征在于，所述1号添加剂和2号添加剂的粒径满足：D10 3.2~3.8μm、D50 5.2~5.8μm、D90 7.9~9.2μm、D100≤25μm。
10.一种背钝化电池用高效率背面银浆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按上述比例配好原料；
2）将配好的原料加入双行星真空搅拌机；
3）打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为35~50R/min，控制搅拌时间 30~50min，得到混合物；
4）将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤15μm，粘度23~50Pa.s，最终得到浆料。
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