CN113571226A - 一种低温银浆及其制备方法和使用该低温银浆的perc电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PERC电池技术领域，特别是涉及一种低温银浆及其制备方法和使用该低温银浆的PERC电池，低温银浆的组成成分为：银粉、低熔金属粉、环氧树脂、环氧稀释剂、固化剂、溶剂和分散剂，银粉包括有球形银粉和片状银粉，银粉在低温银浆中的重量百分比为85～93％，低熔金属粉在低温银浆中的重量百分比为0～3％。本发明适用于单、双面PERC电池，低温银浆固化后形成Ag‑On‑Al结构，能够有效避免腐蚀铝氧化层，提高PERC电池的转换效率，向铝浆内添加低熔金属，增加银铝粘结的接触面积，能够提高焊接拉力，实用性高。
Description
技术领域
本发明涉及PERC电池技术领域，特别是涉及一种低温银浆及其制备方法和使用该低温银浆的PERC电池。
背景技术
提升转换效率一直是太阳能电池发展的方向，目前PERC电池的背面结构只有铝浆能形成铝背场，而背面银浆容易对钝化层产生损伤。现有技术中通常将银电极印刷在铝浆(Ag-On-Al)上，能够消除银对钝化层的腐蚀，提高钝化效果。但将PERC背银印刷在铝浆上进行共烧，铝对银会产生侵蚀，导致PERC背银不可焊接。
公开号为CN111145934B的专利公开了一种可室温存储的异质结(HIT)太阳能电池用银浆及制备方法，利用固化剂的种类和添加量来调控银浆的性能，使得浆料既可以在室温下长期存储又可在升温的情况下快速固化，降低异质结太阳能电池用浆料的使用成本，但太阳能电池的转换效率并没有得到提升。
公开号为CN109686472A的专利公开了一种单组分HJT电池用低温银浆，组分为片状银粉和纳米导电粉、低熔点导电金属粉末、低熔点导电合金粉末、高熔点导电金属粉末、高熔点导电合金粉末中的至少一种，采用低熔点粉末的熔合作为辅助附着粘结相，但附着力仅为1N/mm。
公开号为CN113012844A的专利公开了一种可快速固化烧结的HJT低温银浆及其制备方法，主要组分为微米银粉和纳米银粉，采用纳米银粉预分散后再混合的工艺，能够提高HJT太阳能电池的生产效率，但焊接拉力均低于2N/mm。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于PERC电池的低温银浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低温银浆，所述低温银浆的组成成分为：
重量百分比为85～93％的银粉，所述银粉包括有球形银粉和片状银粉；
重量百分比为0～3％的低熔金属粉；
重量百分比为1～4％的环氧树脂；
重量百分比为1～4％的环氧稀释剂；
重量百分比为1～1.8％的固化剂；
重量百分比为1～4.5％的溶剂；
重量百分比为0.5～1％的分散剂。
优选的，所述低熔金属粉包括铅、铋、锡、铟、镓元素的纯金属粉末及其中任意金属元素的二元或多元合金粉末，所述低熔金属粉的平均粒径小于2μm，所述低熔金属粉具备良好的分散性。
优选的，所述环氧树脂包括双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、酚醛环氧树脂、有机硅环氧树脂中的一种或多种的混合。
优选的，所述环氧稀释剂包括缩水甘油醚、缩水甘油胺、缩水甘油酯中的一种或多种的混合。
优选的，所述固化剂包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、双氰胺、阳离子固化促进剂中的一种或多种的混合。
优选的，所述溶剂包括醇酯十二、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、三乙二醇丁醚中的一种或多种的混合。
优选的，所述分散剂包括油酸、TDO、BYK110中的一种或多种的混合。
基于上述低温银浆，本发明还提出了一种低温银浆的制备方法，具体步骤如下：
S1、按照重量百分比称取银粉、低熔金属粉、环氧树脂、环氧稀释剂、固化剂、溶剂、分散剂和引发剂；
S2、将S1中称取的环氧树脂、环氧稀释剂和溶剂混合均匀，加入银粉和低熔金属粉后搅拌均匀，再添加固化剂和分散剂，搅拌后使原料分散均匀，得到银浆；
S3、将S2得到的银浆放入三辊研磨机中研磨，过筛后得到所述低温银浆。
优选的，所述球形银粉的粒径为0.1～0.8μm，比表面积为0.5～3m2/g，振实密度3～6g/ml，烧损均小于0.8％，所述片状银粉的粒径为1～5μm，比表面积为0.2-1.0m2/g，振实密度为4～7g/ml，烧损均小于0.6％，所述银粉中球形银粉与片状银粉的重量混合比为1：1～1：9。
基于上述低温银浆，本发明还提出了一种使用该低温银浆的PERC电池，所述PERC电池的制备方法如下：在PERC电池背面的全开槽内印刷铝浆，将铝浆烧结后，再印刷低温银浆，低温银浆固化后形成Ag-On-Al结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明在PERC电池背面的全开槽内印刷铝浆，能够增强背钝化效果，适用于单、双面PERC电池。
2.本发明在烧结后再印刷低温银浆，低温银浆固化后形成Ag-On-Al结构，能够有效避免腐蚀铝氧化层，提高PERC电池的转换效率。
3.本发明向铝浆内添加低熔金属，增加银铝粘结的接触面积，能够提高焊接拉力，实用性高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供了一种用于PERC电池的低温银浆，按照原料重量百分比计算，其具体组成包括：
93％银粉，银粉中球形银粉和片状银粉的重量混合比为1：2；
1％低熔金属粉，低熔金属粉为具备良好分散性的铋锡合金粉末，低熔金属粉的平均粒径为1μm；
2％环氧树脂，环氧树脂包括0.5％氢化双酚A环氧树脂、1％酚醛环氧树脂和0.5％有机硅环氧树脂；
1％环氧稀释剂，环氧稀释剂为缩水甘油酯；
1％固化剂，固化剂包括0.6％甲基六氢苯酐和0.4％阳离子固化促进剂；
1.5％溶剂，溶剂包括0.5％醇酯十二和1％二乙二醇丁醚醋酸酯；
0.5％分散剂，分散剂设为BYK110。
本实施例提供的一种用于PERC电池的低温银浆的制备方法为：按上述组成的重量百分比称取银粉、低熔金属粉、环氧树脂、环氧稀释剂、固化剂、溶剂、分散剂和引发剂，先将环氧树脂、环氧稀释剂和溶剂混合均匀，加入银粉和低熔金属粉再次搅拌均匀，再添加固化剂和分散剂，搅拌后使原料分散均匀，将获得的银浆放入三辊研磨机中研磨，过筛后得到本实施例中的低温银浆。
实施例2：
本实施例提供了一种用于PERC电池的低温银浆，与实施例1的不同之处在于，按照原料重量百分比计算，其具体组成包括：
85％银粉，银粉中球形银粉和片状银粉的重量混合比为1：8；
4％环氧树脂，环氧树脂包括2％双酚A环氧树脂和2％双酚S树脂；
4％环氧稀释剂，环氧稀释剂为缩水甘油醚；
1.8％固化剂，固化剂包括0.2％的2-乙基-4甲基咪唑和1.6％的阳离子固化促进剂；
4.5％溶剂，溶剂包括2.5％二乙二醇丁醚和2％二乙二醇丁醚醋酸酯；
0.7％分散剂，分散剂设为油酸。
实施例3：
本实施例提供了一种用于PERC电池的低温银浆，与实施例1的不同之处在于，按照原料重量百分比计算，其具体组成包括：
89％银粉，银粉中球形银粉和片状银粉的重量混合比为1：3.5；
3％低熔金属粉，低熔金属粉为具备良好分散性的铋铅锡合金粉末；
1％环氧树脂，环氧树脂包括0.5％双酚F环氧树脂和0.5％酚醛树脂；
2％环氧稀释剂，环氧稀释剂包括1％缩水甘油酯和1％缩水甘油醚；
1％固化剂，固化剂包括0.2％的双氰胺和0.8％的阳离子固化促进剂；
3％溶剂，溶剂包括1％三乙二醇丁醚和2％二乙二醇丁醚醋酸酯；
1％分散剂，分散剂设为TDO。
实施例4：
本实施例提供了分别由实施例1～3中低温银浆制备的PERC电池，由实施例1～3制备出的低温银浆适用于单、双面PERC电池，在PERC电池背面的全开槽内印刷铝浆，能够增强背钝化效果。利用电池的测定装置对PERC电池的开路电压Voc、短路电流Isc、填充因子FF、串联电阻Rs、旁路电阻Rsh和转换效率Eta进行检测，并取实施例1～3提供的低温银浆进行焊接拉力的测试，在360℃下圆形锡铋铅焊带焊接到银浆上，焊接好后180°反向剥离，测试区间峰值焊接拉力并取平均值，其结果如下表所示：
| Voc/V | Isc/A | FF/％ | Rs/Ω | Rsh/mΩ | Eta/％ | 片数/片 | 焊接拉力/N | |
| 实施例1 | 0.6855 | 11.369 | 81.99 | 1.25 | 728 | 23.314 | 200 | 2.6N |
| 实施例2 | 0.6859 | 11.373 | 82.03 | 1.27 | 741 | 23.338 | 200 | 2.2N |
| 实施例3 | 0.6851 | 11.364 | 82.05 | 1.24 | 655 | 23.301 | 200 | 2.8N |
| 对照例 | 0.6845 | 11.351 | 81.88 | 1.34 | 864 | 23.203 | 200 | \ |
对照例为通过现有技术得到的用于PERC的银浆，其组分主要为普通银粉，且不含低熔金属粉。
本实施例说明实施例1-3制备的低温银浆焊接后填充因子增大，PERC电池的能量转换效率提高，电池的质量提高，串联电阻和旁路电阻电阻减小，可以提升转换效率0.42％～0.55％，同时实施例1-3制备的低温银浆焊接后焊接拉力超过2N，说明PERC电池的实用性得到明显提高。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种低温银浆，其特征在于，所述低温银浆的组成成分为：
重量百分比为85～93％的银粉，所述银粉包括有球形银粉和片状银粉；
重量百分比为0～3％的低熔金属粉；
重量百分比为1～4％的环氧树脂；
重量百分比为1～4％的环氧稀释剂；
重量百分比为1～1.8％的固化剂；
重量百分比为1～4.5％的溶剂；
重量百分比为0.5～1％的分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述低熔金属粉包括铅、铋、锡、铟、镓元素的纯金属粉末及其中任意金属元素的二元或多元合金粉末，所述低熔金属粉的平均粒径小于2μm。
3.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述环氧树脂包括双酚A环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、酚醛环氧树脂、有机硅环氧树脂中的一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述环氧稀释剂包括缩水甘油醚、缩水甘油胺、缩水甘油酯中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述固化剂包括六氢苯酐、甲基六氢苯酐、甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、双氰胺、阳离子固化促进剂中的一种或多种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述溶剂包括醇酯十二、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、三乙二醇丁醚中的一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种低温银浆，其特征在于：所述分散剂包括油酸、TDO、BYK110中的一种或多种的混合。
8.一种基于权利要求1～7任一项所述的低温银浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、按照重量百分比称取银粉、低熔金属粉、环氧树脂、环氧稀释剂、固化剂、溶剂、分散剂和引发剂；
S2、将S1中称取的环氧树脂、环氧稀释剂和溶剂混合均匀，加入银粉和低熔金属粉后搅拌均匀，再添加固化剂和分散剂，搅拌后使原料分散均匀，得到银浆；
S3、将S2得到的银浆放入三辊研磨机中研磨，过筛后得到所述低温银浆。
9.根据权利要求8所述的一种低温银浆的制备方法，其特征在于：所述银粉中球形银粉与片状银粉重量混合比为1：1～1：9。
10.一种使用如权利要求1～7中任意一项所述低温银浆的PERC电池，其特征在于：所述PERC电池的制备方法如下：在PERC电池背面的全开槽内印刷铝浆，将铝浆烧结后，再印刷低温银浆，低温银浆固化后形成Ag-On-Al结构。
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