CN110950540B - 一种太阳能电池正面银浆用玻璃的表面改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法及制备方法，无铅玻璃粉的配方是：Bi2O3 20‑40％、TeO2 20‑40％、SiO2 1‑5％、WO3 5‑15％、Nb2O5 1‑5％、Sr2CO3 2‑7％、P2O5 0‑6％、B2O3 10‑20％、ZnO 5‑15％、Al2O3 1‑10％、MnO2 1‑10％、TiO2 1‑5％、Cu2O 1‑5％、Sb2O3 0.1‑5％、MoO3 0.1‑5％、V2O5 0.1‑2％、CeO2 0.1‑5％；将制备好的玻璃粉、乙醇及道康宁DC‑3按照1:3:0.03～0.06的比例，置于高压釜中，并以1000～1500r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。本发明提供的一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性技术，通过添加一种助剂对玻璃粉进行表面改性，提高其润滑性及流平性，保证在适用于网版参数为400‑16基板上22‑26μm范围内优良的细线印刷性能。本发明还公开了上述改性技术及制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及导电银浆浆料领域，具体涉及一种太阳能电池正面银浆用玻璃的表面改性方法。
背景技术
银浆是太阳能电池电极的重要材料，通过丝网印刷的方法覆盖在硅玻璃基板上，在太阳能电池表面形成附着力强、低欧姆接触电阻的导电电极，电池光电转换效率高。上述浆料主要由玻璃粉、银粉、有机载体和改性剂等原料按一定比例组成，通常采用对其某一种原料进行改进从而改善其性能，因此本发明提供一种太阳能正面银浆用玻璃表面改性技术，通过添加一种助剂对玻璃粉进行表面改性，提高其润滑性及流平性，保证在适用于网版参数为400-16基板上22-26μm范围内优良的细线印刷性能。
由于市场中单晶PERC产品兼具成本与性能优势，是目前最具竞争力的产品，未来还存在很多的效率增长空间。中科院电工研究所太阳电池技术研究部主任王文静研究员曾说，PERC电池的效率提升与导电浆料有着密切关系，合适的浆料选择能最大化的发挥PERC这一新型电池结构的优势，使其效率最大化。而匹配有超细线印刷的正面是解决这一难题的关键，基于此，研究并开发设计一种太阳能正面银浆用玻璃表面改性方法，特别是针对于国内的正面银浆市场而言，则更加的尤其重要。经添加表面助磨改性剂处理后的玻璃粉，可改善正银浆料的流变性，改性后的粉体特别适合亲油性基团的材料，能够有效抑制亲油性基团的外延，从而提升浆料印刷后的成型性。
发明内容
本本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种适用太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法，在玻璃粉中添加一种助剂保证优良的细线印刷性能。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
将制备好的无铅玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.03～0.06的比例，置于高压釜中，并以1000～1500r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。
上述的一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法，其中：
需先将道康宁DC-3添加至玻璃粉中进行混合，再将混合含有道康宁DC-3的玻璃粉添加到乙醇中。
上述的一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法，其中：
无铅玻璃粉的配方是：Bi2O3 20-40％、TeO2 20-40％、SiO2 1-5％、WO3 5-15％、Nb2O5 1-5％、Sr2CO3 2-7％、P2O5 0-6％、B2O3 10-20％、ZnO 5-15％、Al2O3 1-10％、MnO21-10％、TiO2 1-5％、Cu2O 1-5％、Sb2O3 0.1-5％、MoO3 0.1-5％、V2O5 0.1-2％、CeO20.1-5％。
上述述的一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法，其中：
无铅玻璃粉的制备过程是：
1)先将玻璃粉所用的原料，分析纯级的Bi2O3、TeO2、SiO2、WO3、Nb2O5、Sr2CO3、P2O5、B2O3、ZnO、Al2O3、MnO2、TiO2、Cu2O、Sb2O3、MoO3、V2O5、CeO2按一定的配比进行称量，并混合均匀；
2)再将混合料装入到纯度为99.9％的白金坩埚中；
3)将装有混合料的坩埚放入到马弗炉中，按照10℃/min的温度升温至980-1120℃，并保温50-80min，使坩埚内的混合料充分熔融反应；
4)用坩埚钳将坩埚从马弗炉中取出，并将熔融的玻璃液倒在高速旋转的对辊机上，使其冷却并轧成玻璃片；
5)取该玻璃片装入到聚氨酯球磨罐中进行初步粉碎，按照玻璃料：球磨石：酒精＝1:4:1的比例，其中球磨石的材质是氧化锆。将行星球磨机的转速设置到400转/min，球磨2h，直至玻璃粉粒径在80-120μm范围内，并将球磨好的玻璃粉进行烘干；
6)将烘干的玻璃粉通过高速气流磨进行粉碎，直至玻璃粉的粒径范围达到D10＝0.2-0.5μm、D50＝1.2-1.8μm、D100＜5μm。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
本发明采用了简单高效的方式对一种太阳能正面银浆用玻璃进行改进从而改善其性能；本发明制备的适用太阳能正面银浆，通过添加用于晶硅电池正面银浆用添加助剂道康宁DC-3，分散于玻璃粉中，提高表面流畅性，保证优良的适用于网版参数为400-16基板上22-26μm范围内的细线印刷性能。适用于晶硅电池正面银浆用特殊烘干工艺，提升了太阳能正面银浆制备过程的效率。
具体实施方式
本发明是提供一种适用太阳能正面银浆用玻璃的表面改性技术。本发明的技术关键点主要有：采用了无铅玻璃粉与表面改性技术的搭配使用，通过在玻璃粉中添加一种助剂保证优良的适用于网版参数为400-16基板上22-26μm范围内的细线印刷性能；采用的特殊烘干工艺，提升了太阳能正面银浆制备过程的效率。
根据玻璃粉的配方范围，按照质量比Bi2O3 26％、TeO2 24％、SiO2 4.5％、WO39.5％、Nb2O5 1.8％、Sr2CO3 2.6％、P2O5 1.1％、B2O3 14.5％、ZnO7.5％、Al2O3 1.5％、MnO2 1.8％、TiO2 1.5％、Cu2O 1.2％、Sb2O3 0.8％、MoO3 0.5％、V2O5 0.5％、CeO2 0.8％进行配料制备。
实施例一：将上述制备好的玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.03的比例，置于高压釜中，并以1000r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。
最终的数据如下表所示：
不同开口下断线情况统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 无 | 无 | 1～2根 | 3～5根 | 5～10根 |
| 实施例1 | 无 | 无 | 无 | 1～3根 | 1～4根 |
不同开口下转换效率统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 18.81％ | 18.84％ | 18.89％ | 18.92％ | 18.95％ |
| 实施例1 | 18.82％ | 18.88％ | 18.93％ | 19.02％ | 19.05％ |
实施例二：将上述制备好的玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.06的比例，置于高压釜中，并以1000r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。
最终的数据如下表所示：
不同开口下断线情况统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 无 | 无 | 1～2根 | 3～5根 | 5～10根 |
| 实施例2 | 无 | 无 | 无 | 1～2根 | 2～5根 |
不同开口下转换效率统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 18.82％ | 18.85％ | 18.90％ | 18.93％ | 18.95％ |
| 实施例2 | 18.83％ | 18.89％ | 18.93％ | 19.03％ | 19.06％ |
实施例三：将上述制备好的玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.03的比例，置于高压釜中，并以1500r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。
最终的数据如下表所示：
不同开口下断线情况统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 无 | 无 | 1～2根 | 3～5根 | 8～10根 |
| 实施例3 | 无 | 无 | 无 | 1～2根 | 2～5根 |
不同开口下转换效率统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 18.83％ | 18.86％ | 18.90％ | 18.93％ | 18.95％ |
| 实施例3 | 18.84％ | 18.90％ | 18.94％ | 19.03％ | 19.06％ |
实施例四：将上述制备好的玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.06的比例，置于高压釜中，并以1500r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min,在80℃下烘干10min。
最终的数据如下表所示：
不同开口下断线情况统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 无 | 无 | 1～2根 | 3～5根 | 8～10根 |
| 实施例4 | 无 | 无 | 无 | 1～2根 | 2～5根 |
不同开口下转换效率统计
| 样品类型 | 26μm | 25μm | 24μm | 23μm | 22μm |
| 现有产品 | 18.83％ | 18.86％ | 18.90％ | 18.93％ | 18.95％ |
| 实施例4 | 18.84％ | 18.90％ | 18.95％ | 19.04％ | 19.07％ |
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (1)
1.一种太阳能正面银浆用玻璃的表面改性方法，其特征在于：
将制备好的无铅玻璃粉、乙醇及道康宁DC-3按照1:3:0.03～0.06的比例，置于高压釜中，并以1000～1500r/min的转速保持高速搅拌2～3h，再将其倒出置于烘箱，在150℃下烘干30min，在80℃下烘干10min；
需先将道康宁DC-3添加至玻璃粉进行混合，再将混合含有道康宁DC-3的玻璃粉添加到乙醇中；
无铅玻璃粉的配方，按质量比计是：Bi2O3 20-26％、TeO2 20-40％、SiO2 1-5％、WO3 5-15％、Nb2O5 1-5％、Sr2CO3 2-7％、P2O5 0-6％、B2O3 10-14.5％、ZnO 5-15％、Al2O3 1-10％、MnO2 1-10％、TiO2 1-5％、Cu2O 1-5％、Sb2O3 0.1-5％、MoO3 0.1-5％、V2O5 0.1-2％、CeO2 0.1-5％；
所述无铅玻璃粉的制备过程是：
1)先将玻璃粉所用的原料，分析纯级的Bi2O3、TeO2、SiO2、WO3、Nb2O5、Sr2CO3、P2O5、B2O3、ZnO、Al2O3、MnO2、TiO2、Cu2O、Sb2O3、MoO3、V2O5、CeO2按一定的配比进行称量，并混合均匀；
2)再将混合料装入到纯度为99.9％的白金坩埚中；
3)将装有混合料的坩埚放入到马弗炉中，按照10℃/min的温度升温至980-1120℃，并保温50-80min，使坩埚内的混合料充分熔融反应；
4)用坩埚钳将坩埚从马弗炉中取出，并将熔融的玻璃液倒在高速旋转的对辊机上，使其冷却并轧成玻璃片；
5)取该玻璃片装入到聚氨酯球磨罐中进行初步粉碎，按照玻璃料：球磨石：酒精＝1:4:1的比例，其中球磨石的材质是氧化锆，将行星球磨机的转速设置到400转/min，球磨2h，直至玻璃粉粒径在80-120μm范围内，并将球磨好的玻璃粉进行烘干；
6)将烘干的玻璃粉通过高速气流磨进行粉碎，直至玻璃粉的粒径范围达到D10＝0.2-0.5μm、D50＝1.2-1.8μm、D100＜5μm。
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Denomination of invention: A Surface Modification Method for Glass Used for Silver Paste on the Front of Solar Cells Effective date of registration: 20230914 Granted publication date: 20230314 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Minhang sub branch Pledgor: SHANGHAI YINJIANG TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023310000548 |