CN109422463A - 导电银浆用微珠玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种导电银浆用微珠玻璃及其制备方法，所述微珠玻璃由下列重量份的组分组成：二氧化碲10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份；所述玻璃微珠粉的粒径D50为1~2μm；所述玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3‑6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠。本发明微珠玻璃提高了浆料体系润滑性，增加透墨性，避免细栅线条中缺料问题，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，保持了精细线型。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电银浆用微珠玻璃，属于太阳能电池功能材料技术领域。
背景技术
光伏电池作为新型清洁能源重要分支，近几年已经取得突飞猛进发展，光伏电池技术也是日新月异，全产业链都在积极通过技术创新提升光伏电池转化效率并降低成本，努力实现平价上网，替代传统高污染能源。
晶硅光伏电池是目前光伏电池最主要类型，占比90%以上，其光电转换原理为：硼掺杂的P型硅和磷掺杂的N型硅形成PN结，当太阳光照射时，PN结就会吸收光子能量激发电子跃迁，形成电子-空穴对，从而产生电流。根据能量守恒定律，吸收光子能量越多，光伏电池转化效率就越高。晶硅光伏技术目前普遍采用受光面镀减反射膜层，另外，减少受光面电极栅线遮挡两方面来增加光吸收量。
晶硅太阳能电池受光面电极一般是通过丝网印刷方式将导电膏体（银浆）按预先设计图形印制形成，再烧结形成，一般分为主栅和细栅两部分。以下所述精细线印刷指的是细栅部分。减少栅线遮挡光源主要是通过提高电池受光面细栅的高宽比，在电池设计技术方面目前主要发展方向为高方阻细栅密栅设计，如公开专利CN201420731827.5和CN201210196890.9所述；在印刷技术方面，有如公开专利CN201220204596.3所述的金属箔网版技术，如公开专利CN201210047834.9和CN201520597633.5所述的丝网模板技术，如公开专利CN201520495081.7所述的二次印刷网版技术等。为了达到精细线目的，丝网网版细栅开口设计越来越窄，据公开资料显示，前几年以20-30μm/年速度递减，近年来由于浆料印刷性能的限制，每年网版细栅开口减少3-5μm左右。丝网网版开口窄浆料印刷透墨性就差，容易造成印刷后细栅局部缺料情况，从而增大电池串联电阻，影响太阳能电池光电转化效率。
发明内容
本发明提供一种导电银浆用微珠玻璃，该导电银浆用微珠玻璃具有高温粘度大、表面张力大特点，提高了浆料体系润滑性，增加透墨性，避免细栅线条中缺料问题，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，保持精细线型，适合窄开口网版细线印刷，无缺料情况，线宽窄，高宽比大，短路电流和转化效率高；同时，提供一种导电银浆用微珠玻璃的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的微珠玻璃技术方案是：一种导电银浆用微珠玻璃，所述微珠玻璃由下列重量份的组分组成：
二氧化碲 10~50份，
氧化铋 15~70份，
氧化锌 2~10份，
氧化钼 1~15份，
氧化锂 5~20份，
氧化镁 0.3~5份，
氧化铝 0.2~5份，
硼酸 0.3~5份，
氧化钾 0.2~2份；
所述玻璃微珠粉的粒径D50为1~2μm；
所述玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3-6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠。
上述技术方案中的进一步改进的技术方案如下：
上述方案中，所述松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：（80-120）：（15-35）：（15-35）重量比混合形成混合液。
为达到上述目的，本发明采用的微珠玻璃及其制备方法技术方案是：导电银浆用微珠玻璃及其制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将二氧化碲10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份在700~1000度熔融，保温；
步骤二、将熔融液进行水淬冷却、钢板冷却或对辊机冷却方式冷却，保温时间为0.5~2小时；
步骤三、将玻璃碎块研磨粉碎后通过星式球磨机球磨获得玻璃粉料，球磨；
步骤四、通过布料器将玻璃粉料均匀的投入到成珠炉中通过火焰漂浮法成珠，在玻璃表面张力作用下形成球状玻璃珠，在粒子受热成珠处于漂浮状态时，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠，防止玻璃珠间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于漂浮状态，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠；
步骤五、将所述球状玻璃珠粉料投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，保温并搅拌，形成具有有机包覆层的球状玻璃珠；
步骤六、用无水乙醇洗涤步骤五获得的具有有机包覆层的球状玻璃珠，将残余有机物洗涤干净，并在烘箱中干燥获得微珠玻璃。
上述技术方案中的进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，所述步骤二的保温时间为0.5~2小时。
2. 上述方案中，所述步骤三的球磨时间为1~3小时。
3. 上述方案中，所述步骤四的条件为在0.5MPa热态的高温气流中加热熔融。
4. 上述方案中，所述步骤五保温的温度为80度，搅拌时间为3~6小时。
5. 上述方案中，所述步骤六中烘箱温度为100度下干燥1小时。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明导电银浆用微珠玻璃及其制备方法，其采用由二氧化碲 10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份组成的玻璃微珠粉，玻璃微珠具有高温粘度大、表面张力大特点，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，保持精细线型；提高了浆料体系润滑性，增加透墨性，避免细栅线条中缺料问题，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，适合窄开口网版细线印刷，无缺料情况，线宽窄，高宽比大，短路电流和转化效率高；其次，其玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3-6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠，提高玻璃微珠在浆料中的均匀分散性，避免团聚，增加浆料稳定性和印刷连续性，提高印刷稳定性。
2. 本发明导电银浆用微珠玻璃及其制备方法，其在粒子受热成珠处于漂浮状态时，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠，防止玻璃珠间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于漂浮状态，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1~4：一种导电银浆用微珠玻璃，所述微珠玻璃由下列重量份的组分组成，所述玻璃微珠粉由以下组分组成：
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 二氧化碲 | 12份 | 30份 | 45份 | 24份 |
| 氧化铋 | 45份 | 30份 | 60份 | 28份 |
| 氧化锌 | 8份 | 3份 | 5份 | 6份 |
| 氧化钼 | 4份 | 12份 | 6份 | 10份 |
| 氧化锂 | 9份 | 16份 | 6份 | 18份 |
| 氧化镁 | 1.6份 | 0.6份 | 2份 | 3.2份 |
| 氧化铝 | 2份 | 0.5份 | 3份 | 4份 |
| 硼酸 | 1.8份 | 3份 | 2份 | 1份 |
| 氧化钾 | 1.2份 | 0.8份 | 1.6份 | 1.4份 |
所述玻璃微珠粉的粒径D50为1~2μm；
所述玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3~6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠
一种用于上述的微珠玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将二氧化碲10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份在700~1000度熔融，保温；
步骤二、将熔融液进行水淬冷却、钢板冷却或对辊机冷却方式冷却，保温时间为0.5~2小时；
步骤三、将玻璃碎块研磨粉碎后通过星式球磨机球磨获得玻璃粉料，球磨时间为1~3小时；
步骤四、通过布料器将玻璃粉料均匀的投入到成珠炉中通过火焰漂浮法成珠，在玻璃表面张力作用下形成球状玻璃珠，条件为在0.5MPa热态的高温气流中加热熔融；
步骤五、将所述球状玻璃珠粉料投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3-6小时，形成具有有机包覆层的球状玻璃珠；
步骤六、用无水乙醇洗涤第六步中得到有机包覆玻璃料数次，将残余有机物洗涤干净，并在烘箱中100度下干燥1小时，到均匀分散玻璃微珠。
上述步骤四条件为在0.5MPa热态的高温气流中加热熔融。
上述步骤四和步骤五之间在粒子受热成珠处于漂浮状态时，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠，防止玻璃珠间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于漂浮状态，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠。
实施例1中松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：85：25：32重量比混合形成混合液；实施例2中松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：100：18：20重量比混合形成混合液；实施例3中松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：110：30：30重量比混合形成混合液；实施例4中松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：90：20：18重量比混合形成混合液。
将实施例1~4获得的玻璃微珠按一定配比与有机载体和分散剂混合，经三辊研磨后再加入银粉混合搅拌，三辊后制成浆料。
具有实施例1~4玻璃微珠的浆料，测试结果如表3所示：
表3
采用上述导电银浆用微珠玻璃及其制备方法时，其采用由二氧化碲 10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份组成的玻璃微珠粉，玻璃微珠具有高温粘度大、表面张力大特点，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，保持精细线型；提高了浆料体系润滑性，增加透墨性，避免细栅线条中缺料问题，浆料在烧结时熔融玻璃不易流动，适合窄开口网版细线印刷，无缺料情况，线宽窄，高宽比大，短路电流和转化效率高；其次，其玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3-6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠，提高玻璃微珠在浆料中的均匀分散性，避免团聚，增加浆料稳定性和印刷连续性，提高印刷稳定性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种导电银浆用微珠玻璃，其特征在于：所述微珠玻璃由下列重量份的组分组成：
二氧化碲 10~50份，
氧化铋 15~70份，
氧化锌 2~10份，
氧化钼 1~15份，
氧化锂 5~20份，
氧化镁 0.3~5份，
氧化铝 0.2~5份，
硼酸 0.3~5份，
氧化钾 0.2~2份；
所述玻璃微珠粉的粒径D50为1~2μm；
所述玻璃微珠粉投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，80度保温条件下，搅拌3-6小时，获得具有有机包覆层的球状玻璃珠。
2.根据权利要求1所述的导电银浆用微珠玻璃，其特征在于：所述松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮按照100：（80-120）：（15-35）：（15-35）重量比混合形成混合液。
3.一种用于权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将二氧化碲10~50份、氧化铋15~70份、氧化锌2~10份、氧化钼1~15份、氧化锂5~20份、氧化镁0.3~5份、氧化铝0.2~5份、硼酸0.3~5份、氧化钾0.2~2份在700~1000度熔融，保温；
步骤二、将熔融液进行水淬冷却、钢板冷却或对辊机冷却方式冷却，保温时间为0.5~2小时；
步骤三、将玻璃碎块研磨粉碎后通过星式球磨机球磨获得玻璃粉料，球磨；
步骤四、通过布料器将玻璃粉料均匀的投入到成珠炉中通过火焰漂浮法成珠，在玻璃表面张力作用下形成球状玻璃珠，在粒子受热成珠处于漂浮状态时，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠，防止玻璃珠间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于漂浮状态，在经冷却系统冷却后进入收集器，得到球形度较好的实心玻璃微珠；
步骤五、将所述球状玻璃珠粉料投入松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、油酸和聚乙烯吡咯烷酮形成的混合液中，保温并搅拌，形成具有有机包覆层的球状玻璃珠；
步骤六、用无水乙醇洗涤步骤五获得的具有有机包覆层的球状玻璃珠，将残余有机物洗涤干净，并在烘箱中干燥获得微珠玻璃。
4.根据权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤二的保温时间为0.5~2小时。
5.根据权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤三的球磨时间为1~3小时。
6.根据权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤四的条件为在0.5MPa热态的高温气流中加热熔融。
7.根据权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤五保温的温度为80度，搅拌时间为3~6小时。
8.根据权利要求1所述的微珠玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤六中烘箱温度为100度下干燥1小时。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104445962A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-03-25 | 江苏欧耐尔新型材料有限公司 | 用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其制备方法 |
| CN104876448A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-09-02 | 江苏欧耐尔新型材料有限公司 | 低铅太阳能银浆玻璃粉及其制备方法 |
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