CN109785993A - 一种hit太阳能电池低温银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，导电银浆中，选取电极石墨、氧化锡作为导电助剂，以及银粉；导电银浆中，选取的有机载体包括热塑性树脂、热固性树脂及两种的混合，溶剂是丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的两种及两种以上的混合；本发明提供的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，本发明提供的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，从浆料组分上进行了改善，良好的优化了栅线形貌及导电性，降低了与非晶硅薄膜层的接触电阻。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池银浆技术领域，尤其涉及一种HIT太阳能电池低温银浆的制备方法。
背景技术
随着全球光伏市场进入300瓦时代，高效产品越来越受到资本及市场的青睐。PERC技术在短短三年内成为目前市场上主流产品，而HIT则必定是未来主流的光伏产品。
HIT具备的优点如下：
1、更高的效率潜力(目前最高25.6％，叠加IBC的效率记录是26.63％)；
2、更高的双面率(理论双面率可做到98％)；
3、成本潜力(工艺步骤少、低温烧结使得能耗进一步降低，硅片可薄片化＜150μm)；
4、衰减优势(无PID及LID)；
5、更低的温度系数(温度系数为-0.26％，常规晶硅电池为-0.46％)；
6、适宜与叠瓦技术相融合(HIT电池柔性不易隐裂，更适合)；
特别的，HIT电池由于其独特的双面对称结构使其具备成为双面电池的应用领先者潜力，未来真正成熟产业化应用的时候，HIT双面率有望达到95+％的水平。P-perc方面目前已经实现了82％的双面率，这已经非常了不起的成绩了，但是由于其特殊的背面开槽的结构，未来提升双面率将面临更多的技术难题。由于HIT电池的特殊结构，高温烧结浆料不能适用于正面及背面，因为高温会对TCO(transparent conductive oxide透明导电氧化物造成极大损伤，因此，低温少结浆料需要低温固化才可与HIT电池形成欧姆接触，这就对低温烧结型浆料提出了极高的要求，固化温度要低于220℃，在这种低温条件下，没有玻璃粉和银粉的烧结过程，只有依靠树脂类来连接银粉与银粉之间，浆料与硅片衬底之间的附着力，并且要起到收集载流子的作用。
针对于HIT电池，如何在低温固化条件下使得浆料保持较好的高宽比、栅线流平性，以及高的烧结密度，流畅的印刷性和细线适应性，是很多高科技浆料公司聚焦的重点，本发明提供的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，从浆料组分上进行了改善，良好的优化了栅线形貌及导电性，降低了与非晶硅薄膜层的接触电阻。
发明内容
为了提升低温浆料的导电性(烧结后银膜密度、与非晶硅薄膜的接触电阻)，提升焊接拉力，适应低温烧结，本发明提供了一种HIT太阳能电池低温银浆法，其中，具体组分为：
导电银浆中，选取电极石墨、氧化锡作为导电助剂，以及银粉；
导电银浆中，选取的有机载体包括热塑性树脂、热固性树脂及两种的混合，溶剂是丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的两种及两种以上的混合。
上述的HIT太阳能电池低温银浆，其中：选取电极石墨为2～4mm、纯度为99.99％，尺寸为50～100nm的氧化锡作为导电助剂，导电相为D50＝1.5μm，振实密度为6.2g/m2的银粉。
上述的HIT太阳能电池低温银浆，其中：导电银浆中重量的组分为电极石墨1％～3％，氧化锡0.3％～1％，银粉88～92％，有机载体4％～10％。
上述的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，具体为：
S1：将以上所述规格的银粉，石墨、氧化锡，有机载体投入高速搅拌机中，加入分散剂，该分散剂是非离子分散剂、离子分散剂或高分子分散剂的一种；
S2：将S1步骤过后的导电相混合物与有机载体进行行星搅拌，待载体与银粉较好包裹，呈现流淌的浆料状后一并置入三辊研磨机进行研磨，辊间距由大至小，粗滚辊扎3～6遍，逐步减小辊间距，按每遍2mm为步进单位，快速细滚辊扎5～10遍，直至细度达到5～8μm；
S3：将S2步骤过后的浆料，加入高速搅拌器中，在1000r/min～2500r/min的转速下，搅拌15～30min；
S4：在步骤S3后所得浆料进行粘度测试和调节，使该导电浆料的粘度满足印刷生产的要求；
S5：将最终成品贮藏于-5～5℃的冷藏柜中。
一种提升低温的如权利要求4制备的HIT太阳能电池低温银浆固化后焊接拉力的方法，具体为：制备的浆料样品，在经过印刷沉淀到HIT电池片、低温＜230℃30min固化后，在测试焊接拉力时所用焊带规格是60Pb35Sn5Bi的配比，在焊带中加入Bi元素以有效的提升低温浆料固化后的焊接拉力。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本发明提供的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，从浆料组分上进行了改善，良好的优化了栅线形貌及导电性，降低了与非晶硅薄膜层的接触电阻。
附图说明
图1为浆料制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
为了更好的理解和阐述本发明，下面将结合附图对发明作进一步的详细描述。图1给出的是浆料的制备流程及表1所展示的实验成果。
导电银浆中，选取电极石墨(2～4mm)、纯度为99.99％，尺寸为50～100nm的氧化锡作为导电助剂，主要导电相为D50＝1.5μm，振实密度为6.2g/m2的银粉。
在所述配方中，石墨具有高导电、导热、轻薄、柔性等特点，可以在有机载体内形成网络架构，使导电相更佳均匀，可有效降低浆料烧结后与TCO之间的接触电阻。
导电银浆中，选取的有机载体主要包括热塑性树脂、热固性树脂及两种的混合，溶剂可以是丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的两种及两种以上的混合。
该导电银浆包括如下重量的组分应按电极石墨1％～3％，氧化锡0.3％～1％，银粉88～92％，有机载体4％～10％为主要配方。
在上述的原材料规格及配方为基础，制备流程如下：
S1：将以上所述规格的银粉，石墨、氧化锡，有机载体投入高速搅拌机中，加入分散剂，该分散剂可是非离子分散剂、离子分散剂或高分子分散剂的一种。
S2：将S1步骤过后的导电相混合物与有机载体进行行星搅拌，待载体与银粉较好包裹，呈现流淌的浆料状后一并置入三辊研磨机进行研磨，辊间距由大至小，粗滚辊扎3～6遍，逐步减小辊间距，按每遍2mm为步进单位，快速细滚辊扎5～10遍，直至细度达到5～8μm。
S3：将S2步骤过后的浆料，加入高速搅拌器中，在1000r/min～2500r/min的转速下，搅拌15～30min。
S4：在步骤S3后所得浆料进行粘度测试和调节，使该导电浆料的粘度满足印刷生产的要求。
S5：将最终成品贮藏于-5～5℃的冷藏柜中。
为方便阐述本发明流程，结合附图进一步说明，便于理解。
具体数据：
| 浆料 | 效率 | 栅线电阻/ohm | 接触电阻 | 焊接拉力 |
| 本发明样品 | +0.05％ | -0.06 | -0.05mohm | 3.0N |
| 对比样品 | - | - | - | 2.3N |
表1实例样品数据对比结果
特别要申明的是，本发明所制备的浆料样品，在经过印刷沉淀到HIT电池片、低温＜230℃30min固化后，在测试焊接拉力时所用焊带规格是60Pb35Sn5Bi的配比，在焊带中加入Bi元素可有效的提升低温浆料固化后的焊接拉力，所以Bi元素是提升附着力的关键。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征基础上，能够以其他方式实现本发明所得成果。因此无论从哪一点上来看，均应将实例看做是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件含义和范围内的所有权利涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记是为限制所涉及的权利要求。
以上所揭露发明仅为本发明的优选条件，不可以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种HIT太阳能电池低温银浆，其特征在于：
导电银浆中，选取电极石墨、氧化锡作为导电助剂，以及银粉；
导电银浆中，选取的有机载体包括热塑性树脂、热固性树脂及两种的混合，溶剂是丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的两种及两种以上的混合。
2.如权利要求1所述的HIT太阳能电池低温银浆，其特征在于：选取电极石墨为2～4mm、纯度为99.99％，尺寸为50～100nm的氧化锡作为导电助剂，导电相为D50＝1.5μm，振实密度为6.2g/m2的银粉。
3.如权利要求2所述的HIT太阳能电池低温银浆，其特征在于：导电银浆中重量的组分为电极石墨1％～3％，氧化锡0.3％～1％，银粉88～92％，有机载体4％～10％。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的HIT太阳能电池低温银浆的制备方法，其特征在于：
S1：将以上所述规格的银粉，石墨、氧化锡，有机载体投入高速搅拌机中，加入分散剂，该分散剂是非离子分散剂、离子分散剂或高分子分散剂的一种；
S2：将S1步骤过后的导电相混合物与有机载体进行行星搅拌，待载体与银粉较好包裹，呈现流淌的浆料状后一并置入三辊研磨机进行研磨，辊间距由大至小，粗滚辊扎3～6遍，逐步减小辊间距，按每遍2mm为步进单位，快速细滚辊扎5～10遍，直至细度达到5～8μm；
S3：将S2步骤过后的浆料，加入高速搅拌器中，在1000r/min～2500r/min的转速下，搅拌15～30min；
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5.一种提升低温的如权利要求4制备的HIT太阳能电池低温银浆固化后焊接拉力的方法，其特征在于：制备的浆料样品，在经过印刷沉淀到HIT电池片、低温＜230℃30min固化后，在测试焊接拉力时所用焊带规格是60Pb35Sn5Bi的配比，在焊带中加入Bi元素以有效的提升低温浆料固化后的焊接拉力。
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