CN109686471A - 一种背钝化电池用热老化背面银浆 - Google Patents
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Abstract
本发明背钝化电池用热老化背面银浆,包括以下组分及含量:一号球状银粉30‑40%、二号球状银粉20‑25%、三号球状银粉3‑7%、有机载体25‑40%、玻璃粉0.5‑1.2%、1号添加剂0.1‑2%、2号添加剂0.3‑0.8%。本发明所得浆料对钝化层腐蚀少,拉力高,能够达到≥4N,焊接后150℃、1h拉力≥3N;可焊性及耐焊性好;水煮后用胶带撕拉不掉粉。转换效率高可达到21.7%以上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池用导电银浆领域,具体涉及背钝化电池用热老化背面银浆。
背景技术
目前,多晶和单晶常规电池效率水平预估将会达到18.7%与20.4%;多晶和单晶PERC电池平均效率可达到20.2%和21.6%以上,其中单晶PERC产品因为其高性价比的优点;成为各大电池工厂首要选择技术,PERC电池产能已经达到35.6GW,预估可以达到70.2GW。未来全球的PERC电池产能将超过常规电池片的产能,一举跨过90GW的门槛。
太阳能电池背面银浆的主要作用,是为太阳能电池片提供背面焊接点,因此可焊、耐焊性以及附着力性能是检验背银品质的重要标准;同时,提效和降本是太阳能电池生产厂家永恒的追逐目标,这其中,背面银浆也贡献着一份力量。尤其是在PERC电池的金属化过程中,优秀的背银可以为PERC电池的性能优化提供显著的帮助。
太阳能组件的长期使用可靠性越来越被重视,质保期都在25年以上;现在背面银浆无热老化性能,可能导致电池焊接后,经过组件层压(140℃-150℃)后,背电极与焊带之间剥离,导致组件Rs偏大,效率严重衰减。组件在户外使用过程中,组件经过暴晒,发电过程中也会产生热量,长时间组件高温也有背电极与焊带剥离的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种对钝化层腐蚀少、拉力高、可焊性及耐焊性好、转换效率高的背钝化电池用热老化背面银浆。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种背钝化电池用热老化背面银浆,包括以下组分及含量:一号球状银粉30-40%、二号球状银粉20-25%、三号球状银粉3-7%、有机载体25-40%、玻璃粉0.5-1.2%、1号添加剂 0.1-2%、2号添加剂0.3-0.8%。
进一步的,所述一号球状银粉的D10为0.5-0.9μm,D50为0.7-1.2μm,D90为0.9-2.3μm,比表面积为1-3m2/g,烧损值为0.3-0.7%,振实密度为2.0-3.0g/cm3。
进一步的,所述二号球状银粉的D10为0.5-0.6μm,D50为0.6-0.8μm,D90为0.8-1.4μm,比表面积为2.8-3.5m2/g,烧损值小于或等于0.6%,振实密度为2.8-3.4g/cm3。
进一步的,所述三号球状银粉的D10为0.1-0.2μm,D50为0.2-0.3μm,D90为1.2-1.5μm,比表面积为6.5-7.3m2/g,烧损值小于或等于1.8%,振实密度为2.5-3.5g/cm3。
进一步的,所述有机载体包括以下组分及含量:丁基卡必醇27%、异丙醇19%、丁基卡必醇醋酸酯 25%、柠檬酸三丁酯12%、醋丁酸纤维素5%、乙基纤维素5%。
进一步的,所述玻璃粉的D10为0.5-0.6μm,D50为1.5-2.1μm,D90为4.5-5.9μm,比表面积为3-5m2/g,软化点温度为520-620℃。
进一步的,所述1号添加剂包括LD-109、油酸、BYK-108中的一种或多种。
进一步的,所述2号添加剂包括Si粉、Cu粉、Zn粉、Bi粉、Ni粉、Al2O3粉、Ga粉中的一种或多种。
进一步的,所述2号添加剂的D10为3.2-3.8μm,D50为5.2-5.8μm,D90为7.9-9.2μm,D100≤25μm。
一种背钝化电池用热老化背面银浆的制备方法,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,控制搅拌时间为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,最终得到银浆。
与现有技术相比,本发明背钝化电池用热老化背面银浆的有益效果是:
本发明所得浆料对钝化层腐蚀少,拉力高,能够达到≥4N,焊接后150℃、1h拉力≥3N;可焊性及耐焊性好;水煮后用胶带撕拉不掉粉。转换效率高可达到21.7%以上。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式,所述的实施例是为了进一步描述本发明,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域人员理解,并不因此将本发明限制在所述的实施例发明中。
实施例1
一种背钝化电池用热老化背面银浆的制备方法,包括以下步骤:
1)按一号球状银粉30%、二号球状银粉25%、三号球状银粉7%、有机载体35%、玻璃粉0.5%、1号添加剂 2%、2号添加剂0.5%。比例配好原料;其中一号球状银粉的D10为0.5μm,D50为0.7μm,D90为0.9μm,比表面积为1m2/g,烧损值为0.3%,振实密度为2.0g/cm3;其中二号球状银粉的D10为0.5μm,D50为0.6μm,D90为0.8μm,比表面积为2.8m2/g,烧损值为0.4%,振实密度为2.8g/cm3;其中三号球状银粉的D10为0.1μm,D50为0.2μm,D90为1.2μm,比表面积为6.5m2/g,烧损值为1.6%,振实密度为2.5g/cm3;其中有机载体包括以下组分及含量:丁基卡必醇27%、异丙醇19%、丁基卡必醇醋酸酯 25%、柠檬酸三丁酯12%、醋丁酸纤维素5%、乙基纤维素5%;其中玻璃粉的D10为0.5μm,D50为1.5μm,D90为4.5μm,比表面积为3m2/g,软化点温度为520℃;其中1号添加剂包括LD-109;其中2号添加剂包括、Bi粉、Ni粉、Al2O3粉、Ga粉;其中2号添加剂的D10为3.2μm,D50为5.2μm,D90为7.9μm,D100为15μm。
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0.09MPa,控制搅拌转速为35r/min,控制搅拌时间为30min,得到混合物;
4)将混合物送入三辊研磨机进行研磨,研磨至粒径为8μm,粘度23Pa.s,最终得到银浆。
实施例2
1)按一号球状银粉40%、二号球状银粉20%、三号球状银粉3%、有机载体36%、玻璃粉1.2%、1号添加剂 1%、2号添加剂0.8%。比例配好原料;其中一号球状银粉的D10为0.7μm,D50为0.9μm,D90为1.5μm,比表面积为2m2/g,烧损值为0.5%,振实密度为2.5g/cm3;其中二号球状银粉的D10为0.55μm,D50为0.7μm,D90为1.1μm,比表面积为3m2/g,烧损值为0.5%,振实密度为3g/cm3;其中三号球状银粉的D10为0.15μm,D50为0.25μm,D90为1.4μm,比表面积为7m2/g,烧损值为1.7%,振实密度为3g/cm3;其中有机载体包括以下组分及含量:丁基卡必醇27%、异丙醇19%、丁基卡必醇醋酸酯 25%、柠檬酸三丁酯12%、醋丁酸纤维素5%、乙基纤维素5%;其中玻璃粉的D10为0.55μm,D50为1.8μm,D90为5μm,比表面积为4m2/g,软化点温度为580℃;其中1号添加剂包括油酸、BYK-108;其中2号添加剂包括Al2O3粉;其中2号添加剂的D10为3.5μm,D50为5.5μm,D90为8.5μm,D100为20μm。
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0.1MPa,控制搅拌转速为45r/min,控制搅拌时间为40min,得到混合物;
4)将混合物送入三辊研磨机进行研磨,研磨至粒径为12μm,粘度35Pa.s,最终得到银浆。
实施例3
1)按一号球状银粉36%、二号球状银粉24%、三号球状银粉6%、有机载体3%、玻璃粉0.6%、1号添加剂 0.1%、2号添加剂0.3%。比例配好原料;其中一号球状银粉的D10为0.9μm,D50为1.2μm,D90为2.3μm,比表面积为3m2/g,烧损值为0.7%,振实密度为3.0g/cm3;其中二号球状银粉的D10为0.6μm,D50为0.8μm,D90为1.4μm,比表面积为3.5m2/g,烧损值为0.6%,振实密度为3.4g/cm3;其中三号球状银粉的D10为0.2μm,D50为0.3μm,D90为1.5μm,比表面积为7.3m2/g,烧损值为1.8%,振实密度为3.5g/cm3;其中有机载体包括以下组分及含量:丁基卡必醇27%、异丙醇19%、丁基卡必醇醋酸酯 25%、柠檬酸三丁酯12%、醋丁酸纤维素5%、乙基纤维素5%;其中玻璃粉的D10为0.6μm,D50为2.1μm,D90为5.9μm,比表面积为5m2/g,软化点温度为620℃;其中1号添加剂包括LD-109、油酸、BYK-108;其中2号添加剂包括Si粉、Cu粉、Zn粉、Bi粉、Ni粉、Al2O3粉、Ga粉;其中2号添加剂的D10为3.8μm,D50为5.8μm,D90为9.2μm,D100为25μm。
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0.11MPa,控制搅拌转速为50r/min,控制搅拌时间为50min,得到混合物;
4)将混合物送入三辊研磨机进行研磨,研磨至粒径为15μm,粘度50Pa.s,最终得到银浆。
通过上述实施例可以看出,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;Ga粉、Cu粉、Zn粉一种或多种搭配在高温烘箱中,有防止锡铅银合金氧化,增加热老化后背面银浆拉力;搭接处电阻值降低;增加硅粉可与银、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号添加剂,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。
与普通背银相比,普通背银,150℃、1h、120℃、48h无拉力;组件可能在长期使用过程中由效率衰减风险;本发明所得浆料对钝化层腐蚀少,拉力高,能够达到≥4N,焊接后150℃、1h拉力≥3N;可焊性及耐焊性好;水煮后用胶带撕拉不掉粉。转换效率高可达到21.7%以上。
以上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本领域人员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做的等效变换或修饰,均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于,包括以下组分及含量:一号球状银粉30-40%、二号球状银粉20-25%、三号球状银粉3-7%、有机载体25-40%、玻璃粉0.5-1.2%、1号添加剂 0.1-2%、2号添加剂0.3-0.8%。
2.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述一号球状银粉的D10为0.5-0.9μm,D50为0.7-1.2μm,D90为0.9-2.3μm,比表面积为1-3m2/g,烧损值为0.3-0.7%,振实密度为2.0-3.0g/cm3。
3.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述二号球状银粉的D10为0.5-0.6μm,D50为0.6-0.8μm,D90为0.8-1.4μm,比表面积为2.8-3.5m2/g,烧损值小于或等于0.6%,振实密度为2.8-3.4g/cm3。
4.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述三号球状银粉的D10为0.1-0.2μm,D50为0.2-0.3μm,D90为1.2-1.5μm,比表面积为6.5-7.3m2/g,烧损值小于或等于1.8%,振实密度为2.5-3.5g/cm3。
5.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述有机载体包括以下组分及含量:丁基卡必醇27%、异丙醇19%、丁基卡必醇醋酸酯 25%、柠檬酸三丁酯12%、醋丁酸纤维素5%、乙基纤维素5%。
6.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述玻璃粉的D10为0.5-0.6μm,D50为1.5-2.1μm,D90为4.5-5.9μm,比表面积为3-5m2/g,软化点温度为520-620℃。
7.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述1号添加剂包括LD-109、油酸、BYK-108中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述2号添加剂包括Si粉、Cu粉、Zn粉、Bi粉、Ni粉、Al2O3粉、Ga粉中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的背钝化电池用热老化背面银浆,其特征在于:所述2号添加剂的D10为3.2-3.8μm,D50为5.2-5.8μm,D90为7.9-9.2μm,D100≤25μm。
10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的背钝化电池用热老化背面银浆的制备方法,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,控制搅拌时间为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,最终得到银浆。
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