CN111180105A - 一种perc电池正银主栅浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PERC电池正银主栅浆料，由以下质量百分比的原料组成：含有片状银粉的金属银粉75‑90％、无铅玻璃粉1‑5％、水基溶剂5‑20％、添加剂0‑1％。本发明采用水基溶剂替代传统有机溶剂，水环保安全，且价格低廉，可降低浆料成本；片状银粉价格低，且作为填料导电时由于形成了面或线接触，从而形成了网状结构，因而接触电阻低，可提高光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种PERC电池正银主栅浆料，还涉及上述PERC电池正银主栅浆料的制备方法。
背景技术
在太阳能电池的丝网印刷工艺中，通常是使用同一种浆料同时印刷主栅线和副栅线，在印刷时，为了降低传输电阻，提高光电转换效率，要尽量提高副栅线的高度，与此同时，主栅线的高度势必也会随之增加，但是，主栅线高度的增加会带来以下问题：
⑴主栅线高度的增加不仅对太阳能电池光电转化效率无明显增效，还增加了浆料的单耗，提高了生产成本。
⑵主栅线的高度过高会提高光伏组件的焊接碎片率，容易导致太阳电池报废。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种光电转换率良好、降低生产成本的PERC电池正银主栅浆料。
本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种PERC电池正银主栅浆料，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：
含有片状银粉的金属银粉75-90％、无铅玻璃粉1-5％、水基溶剂5-20％、添加剂0-1％。
本发明采用水基溶剂替代传统有机溶剂，水环保安全，且价格低廉，可降低浆料成本；片状银粉价格低，且作为填料导电时由于形成了面或线接触，从而形成了网状结构，因而接触电阻低，可提高光电转换效率。
本发明的所述水基溶剂由以下质量百分比的原料组成：水80-95％、粘结剂1-15％、分散剂0-5％。
本发明的片状银粉占金属银粉的质量百分比为大于0且小于或等于25％。
本发明所述无铅玻璃粉是含有氧化铝、氧化锌、氧化锂、氧化钒、氧化铋、氧化钡、氧化钨、氧化钠和氧化硅中的任意一种或任意两种或两种以上组合的磷酸盐玻璃体系或者硼酸盐玻璃体系。
本发明所述粘结剂是环氧树脂、明胶、纤维素、纤维素醚、聚氧乙烯醚、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
本发明所述分散剂是羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型两性型表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
本发明所述分散剂是聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型和聚醚型非离子表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
本发明的第二个目的在于提供一种上述PERC电池正银主栅浆料的制备方法。
本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种上述PERC电池正银主栅浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取水80-95％、粘结剂1-15％和分散剂0-5％，混溶，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉75-90％、无铅玻璃粉为1-5％，水基溶剂5-20％和添加剂0-1％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉、水基溶剂和添加剂搅拌混合，制得PERC电池正银主栅浆料。
本发明在所述步骤3中，水基溶剂分步加入。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明采用水基溶剂替代传统有机溶剂，水环保安全，且价格低廉，可降低浆料成本。
⑵片状银粉价格低，且作为填料导电时由于形成了面或线接触，从而形成了网状结构，因而接触电阻低，可提高光电转换效率。
⑶本发明主栅线浆料和副栅线浆料成分不同，二者分开印刷，可以很好地控制主栅线的高度，降低光伏组件的焊接碎片率。
具体实施方式
实施例1
一种PERC电池正银主栅浆料，由以下质量百分比的原料组成：含有片状银粉的金属银粉78％、无铅玻璃粉5％、水基溶剂17％和添加剂0。其中，片状银粉18％，粉末状银粉60％。片状银粉占金属银粉的质量百分比是23％。
无铅玻璃粉由氧化铋3.25％、氧化硼0.5％、氧化铝0.75％、氧化锌0.35％和氧化钠0.15％组成。
水基溶剂由去离子水、粘结剂和分散剂组成，它们占浆料的质量百分比分别是去离子水14.17％、粘结剂2.53％、分散剂0.3％。即去离子水占水基溶剂的质量百分比是83.35％，粘结剂占水基溶剂的质量百分比是14.88％，分散剂占水基溶剂的质量百分比是1.76％。粘结剂由占浆料质量百分比的甲基烯丙基聚氧乙烯醚1.87％和羟乙基纤维素0.66％组成；分散剂由占浆料质量百分比的酰胺基磺基甜菜碱0.2％和硫酸基甜菜碱0.1％组成。
本实施例的PERC电池正银主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取去离子水14.17％、粘结剂2.53％、分散剂0.3％。其中，粘结剂由甲基烯丙基聚氧乙烯醚1.87％和羟乙基纤维素0.66％组成；分散剂由酰胺基磺基甜菜碱0.2％和硫酸基甜菜碱0.1％组成；混溶，使分散剂和粘结剂完全溶解于去离子水中，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉78％(片状银粉占金属银粉的质量百分比是23％)、无铅玻璃粉5％、水基溶剂17％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉和水基溶剂搅拌混合，在混合过程中，分步加入水基溶剂，制得PERC电池正银主栅浆料。
实施例2
一种PERC电池正银主栅浆料，由以下质量百分比的原料组成：含有片状银粉的金属银粉83％、无铅玻璃粉3％、水基溶剂13.8％和添加剂0.2％。其中，片状银粉13％，片状银粉占金属银粉的质量百分比是15.66％。
无铅玻璃粉由氧化铋1.95％、五氧化二磷0.3％、氧化硅0.75％组成。
水基溶剂由去离子水、粘结剂和分散剂组成，它们占浆料的质量百分比分别是去离子水11.98％、粘结剂1.4％、分散剂0.42％。即去离子水占水基溶剂的质量百分比是86.81％，粘结剂占水基溶剂的质量百分比是10.14％，分散剂占水基溶剂的质量百分比是3.04％。粘结剂是占浆料质量百分比的明胶1.4％，分散剂是占浆料质量百分比的甘油0.42％。
本实施例的PERC电池正银主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取去离子水11.98％、粘结剂1.4％、分散剂0.42％。其中，粘结剂是占浆料质量百分比的明胶1.4％，分散剂是占浆料质量百分比的甘油0.42％。混溶，使分散剂和粘结剂完全溶解于去离子水中，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉83％(片状银粉占金属银粉的质量百分比是15.66％)、无铅玻璃粉3％(氧化铋1.95％、五氧化二磷0.3％和氧化硅0.75％)、水基溶剂13.8％、添加剂0.2％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉、三分之二质量的水基溶剂和添加剂搅拌混合，再加入剩余的水基溶剂搅拌混合，制得PERC电池正银主栅浆料。
实施例3
一种PERC电池正银主栅浆料，由以下质量百分比的原料组成：含有片状银粉的金属银粉86％、无铅玻璃粉2％、水基溶剂11.2％和添加剂0.8％。其中，片状银粉10％，片状银粉占金属银粉的质量百分比是11.63％。
无铅玻璃粉由氧化铋1.6％、五氧化二磷0.3％和氧化钒0.1％组成。
水基溶剂由去离子水、粘结剂和分散剂组成，它们占浆料的质量百分比分别是去离子水9.36％、粘结剂1.59％、分散剂0.25％。即去离子水占水基溶剂的质量百分比是83.57％，粘结剂占水基溶剂的质量百分比是14.2％，分散剂占水基溶剂的质量百分比是2.23％。粘结剂由占浆料质量百分比的环氧树脂1.16％和壳聚糖0.43％组成；分散剂是占浆料质量百分比的烷醇酰胺磷酸酯0.25％。
本实施例的PERC电池正银主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取去离子水9.36％、粘结剂1.59％、分散剂0.25％。其中，粘结剂由占浆料质量百分比的环氧树脂1.16％和壳聚糖0.43％组成；分散剂是占浆料质量百分比的烷醇酰胺磷酸酯0.25％。混溶，使分散剂和粘结剂完全溶解于去离子水中，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉86％(片状银粉占金属银粉的质量百分比是12％)、无铅玻璃粉2％(氧化铋1.6％、五氧化二磷0.3％和氧化钒0.1％)、水基溶剂11.2％、添加剂0.8％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉、二分之一质量的水基溶剂和添加剂搅拌混合，再加入剩余的水基溶剂搅拌混合，制得PERC电池正银主栅浆料。
实施例4
一种PERC电池正银主栅浆料，由以下质量百分比的原料组成：含有片状银粉的金属银粉90％、无铅玻璃粉1％、水基溶剂8.6％和添加剂1％。其中，片状银粉6％，片状银粉占金属银粉的质量百分比是6.67％。
无铅玻璃粉由氧化硅0.75％和五氧化二磷0.25％组成。
水基溶剂由去离子水、粘结剂和分散剂组成，它们占浆料的质量百分比分别是去离子水7.86％、粘结剂0.53％、分散剂0.21％。即去离子水占水基溶剂的质量百分比是91.4％，粘结剂占水基溶剂的质量百分比是6.16％，分散剂占水基溶剂的质量百分比是2.44％。粘结剂是占浆料质量百分比的甲基烯丙基聚氧乙烯醚0.53％；分散剂是占浆料质量百分比的磺基琥珀酸酯0.21％。
本实施例的PERC电池正银主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取去离子水7.86％、粘结剂0.53％、分散剂0.21％。其中，粘结剂是占浆料质量百分比的甲基烯丙基聚氧乙烯醚0.53％；分散剂是占浆料质量百分比的磺基琥珀酸酯0.21％。混溶，使分散剂和粘结剂完全溶解于去离子水中，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉90％(片状银粉占金属银粉的质量百分比是7％)、无铅玻璃粉1％(氧化硅0.75％和五氧化二磷0.25％)、水基溶剂8.6％、添加剂1％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉、水基溶剂和添加剂搅拌混合，制得PERC电池正银主栅浆料。
在其它实施例中，发明的浆料含有片状银粉的金属银粉75-90％、无铅玻璃粉1-5％、水基溶剂5-20％、添加剂0-1％。水基溶剂由以下质量百分比的原料组成：水80-95％、粘结剂1-15％、分散剂0-5％。片状银粉占金属银粉的质量百分比为大于0且小于或等于25％。无铅玻璃粉是含有氧化铝、氧化锌、氧化锂、氧化钒、氧化铋、氧化钡、氧化钨、氧化钠和氧化硅中的任意一种或任意两种或两种以上组合的磷酸盐玻璃体系或者硼酸盐玻璃体系。粘结剂是环氧树脂、明胶、纤维素、纤维素醚、聚氧乙烯醚、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的任意一种或任意两种或两种以上组合。分散剂是羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型两性型表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合，或者是聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型和聚醚型非离子表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还具有多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种PERC电池正银主栅浆料，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：
含有片状银粉的金属银粉75-90％、无铅玻璃粉1-5％、水基溶剂5-20％、添加剂0-1％。
2.根据权利要求1所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：所述水基溶剂由以下质量百分比的原料组成：水80-95％、粘结剂1-15％、分散剂0-5％。
3.根据权利要求1或2所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：片状银粉占金属银粉的质量百分比为大于0且小于或等于25％。
4.根据权利要求3所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：所述无铅玻璃粉是含有氧化铝、氧化锌、氧化锂、氧化钒、氧化铋、氧化钡、氧化钨、氧化钠和氧化硅中的任意一种或任意两种或两种以上组合的磷酸盐玻璃体系或者硼酸盐玻璃体系。
5.根据权利要求4所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：所述粘结剂是环氧树脂、明胶、纤维素、纤维素醚、聚氧乙烯醚、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
6.根据权利要求5所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：所述分散剂是羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型和磷酸酯盐型两性型表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
7.根据权利要求5所述的PERC电池正银主栅浆料，其特征在于：所述分散剂是聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型和聚醚型非离子表面活性剂中的任意一种或任意两种或两种以上组合。
8.一种权利要求1所述PERC电池正银主栅浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、按质量百分比分别称取水80-95％、粘结剂1-15％和分散剂0-5％，混溶，制得水基溶剂，备用；
步骤2、按质量百分比分别称取含有片状银粉的金属银粉75-90％、无铅玻璃粉为1-5％，水基溶剂5-20％和添加剂0-1％，其中的水基溶剂为步骤1制备得到；
步骤3、将含有片状银粉的金属银粉、无铅玻璃粉、水基溶剂和添加剂搅拌混合，制得PERC电池正银主栅浆料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤3中，水基溶剂分步加入。
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