CN111341481A - 背面电极浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及背面电极浆料及其制备方法，其中，背面电极浆料包括如下重量份的组分：54‑57重量份银粉、1‑4重量份玻璃粉以及有机载体，其中，所述有机载体包括：7‑12重量份树脂；以及17‑36重量份溶剂，所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5‑3μm。本发明实施例的背面电极浆料，降低了其中的银的含量，从而较大的降低了成本，进一步的降低了使用该背面电极浆料的太阳能电池的成本，而且在烧结完成后能与硅表面形成较好的银硅合金，并且背面电极部分焊接性能良好，能够与焊带形成良好的接触，保证拉力值能够满足客户需求。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背面电极浆料及其制备方法。
背景技术
现有的PERC(钝化发射极背面接触电池)用的背面电极浆料中的银含量较高，银含量在60％以上，从而使该背面电极浆料的成本较高，进而导致了太阳能电池的成本也较高。
然而，直接降低银粉比例有可能导致电池端附着力不合格，拉力值偏低等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种背面电极浆料，该背面电极浆料降低了其中的银的含量，从而较大的降低了成本，进一步的降低了使用该背面电极浆料的太阳能电池的成本，此外，该背面电极浆料能够与电池片形成良好接触、附着力适中，拉力值适中。
本发明的另一个目的在于提供一种上述背面电极浆料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的背面电极浆料，包括如下重量份的组分：
54-57重量份银粉、1-4重量份玻璃粉以及有机载体，
其中，所述有机载体包括：
7-12重量份树脂；以及17-36重量份溶剂，
所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
优选地，所述树脂包括：
4-6重量份乙基纤维素；以及3-6重量份丙烯酸树脂。
优选地，所述溶剂包括松油醇。
优选地，所述溶剂包括：15-30重量份的松油醇，以及2-6重量份二乙二醇丁醚醋酸酯。
优选地，所述背面电极浆料还包括添加剂，所述添加剂包括增塑剂、附着力增进剂、成膜助剂以及稀释剂中的一种或多种。
优选地，所述添加剂包括：3-5重量份的增塑剂，
4-8重量份的附着力增进剂，
2-5重量份的成膜助剂，以及
3-7重量份的稀释剂。
优选地，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯，所述附着力增进剂为二价酸酯，所述成膜助剂为醇酯十二，所述稀释剂为二乙二醇丁醚。
根据本发明第二方面实施例的背面电极浆料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，7-12重量份树脂与17-36重量份溶剂混合，得到有机载体；
步骤S2，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体混合，得到所述背面电极浆料，所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
优选地，所述步骤S2中，还加入添加剂，所述添加剂包括：3-5重量份的增塑剂，4-8重量份的附着力增进剂，以及2-5重量份的成膜助剂，以及3-7重量份的稀释剂。
优选地，所述步骤S1中，在120-130℃下搅拌110-140min；
所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体搅拌50-55min，得到混合物；
步骤S22，将得到的所述混合物进行轧浆，再用300-350目的钢丝网进行过滤，得到所述背面电极浆料。
本发明至少具有如下有益效果之一：
根据本发明的背面电极浆料，包括54-57重量份银粉，相比于现有的背面电极浆料而言该背面电极浆料降低了其中的银的含量，从而较大的降低了成本，进一步的降低了使用该背面电极浆料的太阳能电池的成本；
此外，该背面电极浆料通过选用球形颗粒的粒径为0.5-3μm的微细银粉，该银粉与玻璃粉不仅能够与电池片背面的钝化层形成良好接触且有利于降低烧结温度，从而避免了由于过高烧结温度导致的钝化层的破坏，且在烧结完成后能与硅表面形成较好的银硅合金，并且背面电极部分焊接性能良好，能够与焊带形成良好的接触，保证拉力值能够满足客户需求；
进一步，通过添加附着力增进剂、成膜助剂等，能够保证浆料在使用时能够满足现场印刷需求，不会造成印刷缺陷，且具有合适的印刷厚度，保证在降低增重的前提下，满足后期焊接需求，不造成因降低增重而导致的焊接拉力不合格情况发生；
此外，由于能够有效降低烧结温度，从而能够有效降低对背面钝化层的刻蚀深度，使用该背面电极浆料的太阳能电池能够具有较好的光电转化效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
根据本发明实施例的背面电极浆料，包括如下重量份的组分：54-57重量份银粉、1-4重量份玻璃粉以及有机载体，其中，有机载体包括7-12重量份树脂以及17-36重量份溶剂，所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
通过背面电极浆料包括54-57重量份银粉、1-4重量份玻璃粉、7-12重量份树脂以及17-36重量份溶剂，该背面电极浆料降低了其中的银的含量，从而较大的降低了成本，进一步的降低了使用该背面电极浆料的太阳能电池的成本。
此外，通过使用球形颗粒且粒径为0.5-3μm的银粉，不仅能够提高银粉在有机载体中的分散性，且该银粉与玻璃粉能够与电池片背面的钝化层形成良好接触并有利于降低烧结温度，从而避免了由于过高烧结温度导致的钝化层的破坏，且在烧结完成后能与硅表面形成较好的银硅合金，并且背面电极部分焊接性能良好，能够与焊带形成良好的接触，保证拉力值能够满足客户需求。
根据本发明的一些实施例，树脂包括：4-6重量份乙基纤维素以及3-6重量份丙烯酸树脂。该组分的树脂使背面电极浆料具有较好的流动性和塑形性，从而使该背面电极浆料在印刷时具有良好的印刷效果。
优选地，溶剂包括松油醇。
优选地，溶剂包括：15-30重量份的松油醇以及2-6重量份二乙二醇丁醚醋酸酯。该组分的溶剂使得到的背面电极浆料的粘度更为合适，从而使背面电极浆料具有更好地印刷性，使印刷厚度较为适合，印刷效果更好，进而也使背面电极浆料烧结形成的背面电极与焊带形成更为良好的接触，提高了焊带的拉力。
根据本发明的一些实施例，所述背面电极浆料还包括添加剂，所述添加剂包括增塑剂、附着力增进剂、成膜助剂以及稀释剂中的一种或多种。
通过添加增塑剂，能够改善背面电极浆料的塑性，有利于提高其稳定性；通过添加附着力增进剂，能够提高背面电极浆料与硅片之间的附着力；通过添加成膜助剂能够保证良好的印刷性，有利于得到合适的印刷厚度并有利于降低印刷缺陷；通过添加稀释剂有利于调节背面电极浆料的粘度，进一步提高其分散效果与印刷性能。
优选地，添加剂包括：3-5重量份的增塑剂，4-8重量份的附着力增进剂，2-5重量份的成膜助剂以及3-7重量份的稀释剂。该添加剂中的各重量份的组分相互配合，进一步的提高了得到的背面电极浆料的印刷性，使印刷厚度更为适合，且背面电极浆料烧结形成的背面电极在背面钝化层上的附着力更强，与焊带形成更加良好的接触，另外，该组分的添加剂较大的降低了背面电极浆料烧结形成的背面电极的裂纹率，提高了制得的太阳能电池的光电转化效率，提高了太阳能电池的等级，进而提高了生产效益。
优选地，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯。
所述附着力增进剂为二价酸酯，它们具有典型的酯类官能团的特性，与丙烯酸树脂相溶性良好，能够有效提高浆料与硅片之间的附着力，在通常的温度和湿度下非常稳定。
所述成膜助剂为醇酯十二，其易于融入有机载体，且不影响浆料的稳定性，能够有效提高印刷性能，获得适当的印刷厚度。
所述稀释剂为二乙二醇丁醚，其能够与溶剂中的二乙二醇丁醚醋酸酯有效互溶，以极少的量即可获得有效的稀释效果。
上述本发明实施例的背面电极浆料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，7-12重量份树脂与17-36重量份溶剂混合，得到有机载体；
步骤S2，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体混合，得到所述背面电极浆料，所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
该背面电极浆料的制备方法较为简单，且制得的背面电极浆料，降低了其中的银的含量，从而较大的降低了成本，进一步的降低了使用该背面电极浆料的太阳能电池的成本，而且，该制得的背面电极浆料有利于降低烧结温度，从而避免了由于过高烧结温度导致的钝化层的破坏，另外，该制得的背面电极浆料在烧结完成后能与硅表面形成较好的银硅合金，并且背面电极部分焊接性能良好，能够与焊带形成良好的接触，保证拉力值能够满足客户需求。
优选地，所述步骤S2中，还加入添加剂，所述添加剂包括：3-5重量份的增塑剂，4-8重量份的附着力增进剂，2-5重量份的成膜助剂，以及3-7重量份的稀释剂。从而进一步的提高了制备得到的背面电极浆料的印刷性，使印刷厚度更为适合，且背面电极浆料烧结形成的背面电极在背面钝化层上的附着力更强，与焊带形成更加良好的接触，另外，该组分的添加剂较大的降低了背面电极浆料烧结形成的背面电极的裂纹率，从而提高了太阳能电池的光电转化效率，且提高了制得的太阳能电池的等级，进而提高了生产效益。
优选地，所述步骤S1中，在120-130℃下搅拌110-140min；
所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体搅拌50-55min，得到混合物；
步骤S22，将得到的所述混合物进行轧浆，再用300-350目的钢丝网进行过滤，得到所述背面电极浆料。
使制备得到的背面电极浆料更为均匀，且进而具有更好地印刷性，进一步的确保了使用该制备得到的的背面电极浆料的太阳能电池具有良好的性能。
下面通过具体实施例描述本发明。
实施例1
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：54重量份0.5-2.3μm银粉、1重量份玻璃粉、4重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂以及17重量份松油醇。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将4重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂加入17重量份松油醇中升温至120℃，搅拌110min，得到有机载体；依次将54重量份0.5-2.3μm银粉和1重量份玻璃粉加入有机载体中进行搅拌50min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用300目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
实施例2
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：57重量份0.8-3μm银粉、4重量份玻璃粉、6重量份乙基纤维素、6重量份丙烯酸树脂以及36重量份松油醇。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将6重量份乙基纤维素、6重量份丙烯酸树脂加入36重量份松油醇中升温至130℃，搅拌140min，得到有机载体；依次将57重量份0.8-3μm银粉和4重量份玻璃粉加入有机载体中进行搅拌55min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用350目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
实施例3
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：54重量份0.5-2.3μm银粉、1重量份玻璃粉、4重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂、2重量份二乙二醇丁醚醋酸酯以及15重量份松油醇。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将4重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂、2重量份二乙二醇丁醚醋酸酯加入15重量份松油醇中升温至120℃，搅拌110min，得到有机载体；依次将54重量份0.5-2.3μm银粉和1重量份玻璃粉加入有机载体中进行搅拌50min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用300目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
实施例4
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：57重量份0.8-3μm银粉、4重量份玻璃粉、6重量份乙基纤维素、6重量份丙烯酸树脂、6重量份二乙二醇丁醚醋酸酯以及30重量份松油醇。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将6重量份乙基纤维素、6重量份丙烯酸树脂、6重量份二乙二醇丁醚醋酸酯加入30重量份松油醇中升温至130℃，搅拌140min，得到有机载体；依次将57重量份0.8-3μm银粉和4重量份玻璃粉加入有机载体中进行搅拌55min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用350目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
实施例5
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：55重量份0.5-2.3μm银粉、3重量份玻璃粉、5重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂、3重量份二乙二醇丁醚醋酸酯、20重量份松油醇、5重量份的二乙二醇丁醚、4重量份柠檬酸三丁酯、4.5重量份二价酸酯以及3重量份醇酯十二。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将5重量份乙基纤维素、3重量份丙烯酸树脂、3重量份二乙二醇丁醚醋酸酯加入20重量份松油醇中升温至125℃，搅拌125min，得到有机载体；依次将55重量份0.5-2.3μm银粉、3重量份玻璃粉、4重量份柠檬酸三丁酯、5重量份的二乙二醇丁醚、4.5重量份二价酸酯以及3重量份醇酯十二加入有机载体中进行搅拌52min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用320目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
实施例6
一种背面电极浆料包括如下重量份的组分：55重量份0.8-2.9μm银粉、2重量份玻璃粉、5重量份乙基纤维素、4重量份丙烯酸树脂、4重量份二乙二醇丁醚醋酸酯、25重量份松油醇、3.5重量份的二乙二醇丁醚、4重量份柠檬酸三丁酯、5.5重量份二价酸酯以及5重量份醇酯十二。
该背面电极浆料的制备方法为：依次将5重量份乙基纤维素、4重量份丙烯酸树脂、4重量份二乙二醇丁醚醋酸酯加入25重量份松油醇中升温至130℃，搅拌135min，得到有机载体；依次将55重量份0.8-2.9μm银粉、2重量份玻璃粉、4重量份柠檬酸三丁酯、3.5重量份的二乙二醇丁醚、5.5重量份二价酸酯以及5重量份醇酯十二加入有机载体中进行搅拌50min得到混合物，将得到的混合物进行轧浆，再用350目的钢丝网进行过滤，得到背面电极浆料，然后将得到的背面电极浆料装入包装桶内密封即可。
将实施例1-6得到的背面电极浆料分别进行焊带拉力、背面电极裂纹率以及光电转化效率的实验测试，所得的实验结果如下表所示：
| 试验组号 | 焊带拉力(N) | 光电转化效率(％) | 背面电极裂纹率(％) |
| 实施例一 | 4.0 | 19.7 | 80 |
| 实施例二 | 3.9 | 20.2 | 82 |
| 实施例三 | 4.3 | 19.8 | 81 |
| 实施例四 | 4.3 | 20.5 | 79 |
| 实施例五 | 4.7 | 22.2 | 0 |
| 实施例六 | 4.6 | 22.3 | 0.1 |
经过实验结果确认，使用各背面电极浆料的太阳能电池的光电转化效率均较为良好，且能够与焊带形成良好的接触。另外，相对于实施例1和实施例2的背面电极浆料，实施例3-6的背面电极浆料具有较优的印刷性，印刷效果较好，背面电极浆料烧结形成的背面电极与焊带形成较为良好的接触，且实施例5和实施例6的背面电极浆料的印刷效果最优，与焊带形成最为良好的接触，另外，使用该背面电极浆料制备的太阳能电池光电转化效率最高，裂纹率几乎为0，提高了太阳能电池的等级，提高了生产效益。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种背面电极浆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
54-57重量份银粉、1-4重量份玻璃粉以及有机载体，
其中，所述有机载体包括：
7-12重量份树脂；以及
17-36重量份溶剂，
所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
2.根据权利要求1所述的背面电极浆料，其特征在于，所述树脂包括：
4-6重量份乙基纤维素；以及
3-6重量份丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1或2所述的背面电极浆料，其特征在于，所述溶剂包括松油醇。
4.根据权利要求3所述的背面电极浆料，其特征在于，所述溶剂包括：15-30重量份的松油醇，以及2-6重量份二乙二醇丁醚醋酸酯。
5.根据权利要求1所述的背面电极浆料，其特征在于，所述背面电极浆料还包括添加剂，所述添加剂包括增塑剂、附着力增进剂、成膜助剂以及稀释剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的背面电极浆料，其特征在于，所述添加剂包括：
3-5重量份的增塑剂，
4-8重量份的附着力增进剂，
2-5重量份的成膜助剂，以及
3-7重量份的稀释剂。
7.根据权利要求6所述的背面电极浆料，其特征在于，所述增塑剂为柠檬酸三丁酯，所述附着力增进剂为二价酸酯，所述成膜助剂为醇酯十二，所述稀释剂为二乙二醇丁醚。
8.一种背面电极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，7-12重量份树脂与17-36重量份溶剂混合，得到有机载体；
步骤S2，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体混合，得到所述背面电极浆料，所述银粉为球形颗粒，且粒径为0.5-3μm。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，还加入添加剂，所述添加剂包括：3-5重量份的增塑剂，4-8重量份的附着力增进剂，2-5重量份的成膜助剂以及3-7重量份的稀释剂。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在120-130℃下搅拌110-140min；
所述步骤S2具体包括：
步骤S21，将54-57重量份银粉和1-4重量份玻璃粉与所述有机载体搅拌50-55min，得到混合物；
步骤S22，将得到的所述混合物进行轧浆，再用300-350目的钢丝网进行过滤，得到所述背面电极浆料。
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