CN113643841B - 耐醋酸背银及其制备方法、和包括其的perc电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种耐醋酸背银及其制备方法、和包括其的PERC电池，背银由以下重量比的成分组成：银粉50～70％，银粉由球形银粉和/或片状银粉组成，银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐，且银粉洗涤后电导率低于20μS/m；玻璃粉1～3％，玻璃粉由主体玻璃粉和Al‑Si‑B系玻璃粉组成，其中主体玻璃粉1～2.5％，Al‑Si‑B系玻璃粉0.1～1％；主体玻璃粉为粒径0.5～2.0μm、软化点500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉；Al‑Si‑B系玻璃粉粒径为0.1～1.0μm、软化点为900～1100℃；Al‑Si‑B系玻璃粉的成分配比为氧化铝10～40％、氧化硅20～50％、氧化硼30～60％；有机载体30～50％，有机载体由树脂和溶剂组成；添加剂0.1～2％。本发明使得背银具有良好的耐醋酸性。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种耐醋酸背银及其制备方法、和包括其的PERC电池。
背景技术
研究表明，组件层压后与电池片正背面均接触的EVA在光和热的作用下，会发生Norrish Type II脱乙酰反应，该反应产生乙酸和烯烃。在湿热状态下，乙酸具有明显腐蚀性，对电极材料，如背银、正银、背铝产生影响作用，造成组件严重的效率衰减。
如公开号CN111524639A公开了一种电极银浆、制备方法及N型晶硅太阳能电池，电极银浆中，其限定了球形银粉粒径分布D10、D50和D90和比表面积；其又限定了片状银粉粒径分布D10、D50和D90和比表面积；玻璃粉带有氧化物：Pb、Si、Cu、Mn、B和Ti，和/或碱金属元素，和/或碱土金属元素。制备方法通过步骤(1)～(3)制备出电极银浆；N型晶硅太阳能电池，其在硅片背面印背铝电极和本方案的刷背银电极。本发明能改善漏电问题，从而提高了电池效率和良品率，使方案制作的电池片其漏电流与常规P型片相当，减少了现有技术中铝推进制结过程中背银的影响，解决了电池片漏电非常严重的问题。
又如公开号CN103545018B公开了一种太阳能用背银浆料，其由以下重量百分比的原料制成：球形银粉7～50％、片状银粉5～43％、有机载体12～30％、溶剂7～20％、增塑剂1～3％、助剂0.5～1％、无机添加剂0.2～3％以及无铅玻璃粉1～6％；一种太阳能用背银浆料的制备方法，包括以下步骤：1)无铅玻璃粉的制备；2)有机载体的制备；以及3)将球形银粉、片状银粉、有机载体、溶剂、增塑剂、助剂、无机添加剂和无铅玻璃粉按比例混合，分散后过滤，得到太阳能电池用背银浆料。本发明的有益效果为：该背银浆料的附着力较强，并且该背银浆料形成的银背电极与铝背电极之间的接触电阻较小，成本明显下降。
由于耐醋酸的要求提出相对产品出现较晚，现有浆料大部分在设计开发时没有考虑到耐醋酸的情况，PERC太阳能电池的背银也是如此。目前醋酸试验的电池效率衰减在5～20％的范围内，完全没能达到目标值3％。虽然行业目前没有对该测试标准进行强制要求，但从原理和可靠性方面考虑，需要解决该问题。公开号CN103545018B的专利中，虽然公开了无铅玻璃粉，但是无铅玻璃粉并非高软化点，且无法解决耐醋酸这一技术问题。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的是提供一种耐醋酸背银及其制备方法、和包括其的PERC电池。
本发明提供了如下的技术方案：
一种耐醋酸背银，由以下重量比的成分组成：
银粉50～70％，银粉由球形银粉和/或片状银粉组成，银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐，且银粉洗涤后电导率低于20μS/m；
玻璃粉1～3％，玻璃粉由主体玻璃粉和Al-Si-B系玻璃粉组成，其中主体玻璃粉1～2.5％，Al-Si-B系玻璃粉0.1～1％；
主体玻璃粉为粒径0.5～2.0μm、软化点500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉；
Al-Si-B系玻璃粉粒径为0.1～1.0μm、软化点为900～1100℃；Al-Si-B系玻璃粉的成分配比为氧化铝10～40％、氧化硅20～50％、氧化硼30～60％；
有机载体30～50％，包括树脂和溶剂；
添加剂0.1～2％。
所述树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％。
所述树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、PVB、CAB、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种。
所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
所述球形银粉重量比为40～70％，粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0㎡/g，振实密度为3.0～5.5g/ml。
所述片状银粉重量比为0～20％，粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5㎡/g，振实密度为2.5～4.5g/ml。
所述添加剂为BYK-100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种。
一种耐醋酸背银的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备银粉；银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐；对银粉进行洗涤，令银粉电导率低于20μS/m；其中，令球形银粉的粒径为粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0㎡/g，振实密度为3.0～5.5g/ml；令片状银粉的粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5㎡/g，振实密度为2.5～4.5g/ml；
S2、制备玻璃粉；制取软化点为500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉，令铅铋铜锰系玻璃粉粒径为0.5～2.0μm；取氧化铝10～40％、氧化硅20～50％、氧化硼30～60％，制得粒径为0.1～1.0μm、软化点为900～1100℃的Al-Si-B系玻璃粉；将上述两种玻璃粉混合；
S3、制备有机载体；将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为60～80℃；
S4、制备添加剂；添加剂为BYK-100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种；
S4、将50～70％重量比的银粉、1～3％重量份的玻璃粉、30～50％重量份的有机载体、0.1～2％重量份的添加剂混合，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，使用三辊研磨机辊轧3～10遍，使用300～600目筛网进行过筛，得到耐醋酸背银。
S3中，树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％；树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、PVB、CAB、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种；溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
一种PERC电池，包括上述的耐醋酸背银。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过限定银粉的制备过程，反应物不可使用锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐，银粉反应后再洗涤至电导率低于20μS/m，保证银粉不引入与酸反应的无机相。通过抑制碱金属和活泼金属离子的含量，保证与醋酸反应的稳定性；
2、通过复配核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉，提高无机相——玻璃的稳定性，达到耐醋酸性。准纳米级高稳定性玻璃粉具有良好的分散包覆效果，可以利用其包覆作用保护其它无机相不受侵蚀。
附图说明
图1是对比组醋酸试验后进行EL测试的背银腐蚀程度图；
图2是本发明的背银醋酸试验后进行EL测试的腐蚀程度图。
具体实施方式
实施例一
一种耐醋酸背银，由以下重量比的成分组成：银粉50～70％、玻璃粉1～3％、有机载体30～50％、添加剂0.1～2％。
银粉由球形银粉和/或片状银粉组成，银粉制备过程中反应物不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐，且银粉与反应物反应后，再洗涤至电导率低于20μS/m，此举是保证银粉不引入与酸反应的无机相。通过抑制碱金属和活泼金属离子的含量，保证与醋酸反应的稳定性。球形银粉占背银重量比为40～70％，粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0㎡/g，振实密度为3.0～5.5g/ml。片状银粉占背银重量比为0～20％，粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5㎡/g，振实密度为2.5～4.5g/ml。
玻璃粉由主体玻璃粉和Al-Si-B系玻璃粉组成，其中主体玻璃粉占背银重量比为1～2.5％，Al-Si-B系玻璃粉占背银重量比为0.1～1％。主体玻璃粉为粒径0.5～2.0μm、软化点500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉；核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)玻璃粉为高软化点、高稳定性玻璃粉，其粒径为0.1～1.0μm，属于准纳米级别，Al-Si-B系玻璃粉软化点为900～1100℃。Al-Si-B系玻璃粉的成分配比为氧化铝10～40％、氧化硅20～50％、氧化硼30～60％。通过复配核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉，提高无机相——玻璃的稳定性，达到耐醋酸性。准纳米级高稳定性玻璃粉具有良好的分散包覆效果，可以利用其包覆作用保护其它无机相不受侵蚀。
有机载体包括树脂和溶剂；树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％。其中，树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、PVB、CAB、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种；溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
添加剂为BYK-100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种。
实施例二
一种耐醋酸背银，由以下重量比的成分组成：
银粉60％，球形银粉占背银重量比为50％，粒径0.7μm，比表2.0㎡/g，振实密度3.0g/ml；片状银粉占背银重量比为10％，粒径1.5μm，比表1.0㎡/g，振实密度3.5g/ml；
主玻璃粉1.5％；
核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉0.5％，其平均粒径0.5μm，其组分重量比例为氧化铝10％，氧化硅50％，氧化硼40％；
有机载体37％，其熬制温度为70℃，其组分重量比例为乙基纤维素10％，丙烯酸树脂2％，醇酯十二70％，丁基卡必醇18％；
添加剂1％，具体为0.5％BYK-110和0.5％司班。
实施例三
银粉50％，球形银粉占背银重量比为50％，粒径0.4μm，比表3.0㎡/g，振实密度4.0g/ml；片状银粉占背银重量比为0％；
主玻璃粉1.3％；
核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉0.2％，其平均粒径0.3μm，其组分重量比例为氧化铝20％，氧化硅40％，氧化硼40％；
有机载体48％，其熬制温度为80℃，其组分重量比例为PVB树脂13％，松香树脂2％，松油醇45％，丁基卡必醇醋酸酯40％；
添加剂0.5％，具体为0.5％的聚酰胺蜡。
实施例四
银粉70％，球形银粉占背银重量比为50％，粒径1.0μm，比表0.7㎡/g，振实密度5g/ml；片状银粉占背银重量比为20％，粒径2.8μm，比表0.6㎡/g，振实密度3.5g/ml；
主玻璃粉2％；
核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉1％，其平均粒径0.8μm，其组分重量比例为氧化铝10％，氧化硅30％，氧化硼60％；
有机载体26％，其熬制温度为80℃，其组分重量比例为CAB树脂5％，酚醛树脂2％，丁基卡必醇醋酸酯78％，三乙二醇丁醚15％；
添加剂1％，具体为1％的司班。
实施例五
一种耐醋酸背银的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备银粉；银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐；对银粉进行洗涤，令银粉电导率低于20μS/m；其中，令球形银粉的粒径为粒径为0.7μm，比表为2.0㎡/g，振实密度为3.0g/ml；令片状银粉的粒径为1.5μm，比表为1.0㎡/g，振实密度为3.5g/ml；
S2、制备玻璃粉；制取软化点为500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉，令铅铋铜锰系玻璃粉粒径为0.5～2.0μm；取氧化铝10％、氧化硅50％、氧化硼40％，制得粒径为0.5μm、软化点为900～1100℃的Al-Si-B系玻璃粉；将上述两种玻璃粉混合；
S3、制备有机载体；将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为70℃；包括乙基纤维素10％、丙烯酸树脂2％、丁基卡必醇18％、醇酯十二70％；
S4、制备添加剂；添加剂为0.5％BYK-100和0.5％司班；
S4、将60％重量比的银粉、2％重量份的玻璃粉、37％重量份的有机载体、1％重量份的添加剂混合，其中球形银粉占背银重量比为50％，片状银粉占背银重量比为10％，主玻璃粉1.5％，核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉0.5％；使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，使用三辊研磨机辊轧3～10遍，使用300～600目筛网进行过筛，得到耐醋酸背银。
实施例六
一种耐醋酸背银的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备银粉；银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐；对银粉进行洗涤，令银粉电导率低于20μS/m；全选用球形银粉，令球形银粉的粒径为粒径为0.4μm，比表为3.0㎡/g，振实密度为4.0g/ml；
S2、制备玻璃粉；制取软化点为500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉，令铅铋铜锰系玻璃粉粒径为0.5～2.0μm；取氧化铝20％、氧化硅40％、氧化硼40％，制得粒径为0.3μm、软化点为900～1100℃的Al-Si-B系玻璃粉；将上述两种玻璃粉混合；
S3、制备有机载体；将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为80℃；包括PVB树脂13％、松香树脂2％、松油醇45％、丁基卡必醇醋酸酯40％；
S4、制备添加剂；添加剂为0.5％聚酰胺蜡；
S4、将50％重量比的银粉、1.5％重量份的玻璃粉、48％重量份的有机载体、0.5％重量份的添加剂混合，其中主玻璃粉1.3％，核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉0.2％，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，使用三辊研磨机辊轧3～10遍，使用300～600目筛网进行过筛，得到耐醋酸背银。
实施例七
一种耐醋酸背银的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备银粉；银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐；对银粉进行洗涤，令银粉电导率低于20μS/m；其中，令球形银粉的粒径为粒径为1.0μm，比表为0.7㎡/g，振实密度为5.0g/ml；令片状银粉的粒径为2.8μm，比表为0.6㎡/g，振实密度为3.5g/ml；
S2、制备玻璃粉；制取软化点为500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉，令铅铋铜锰系玻璃粉粒径为0.5～2.0μm；取氧化铝10％、氧化硅30％、氧化硼60％，制得粒径为0.8μm、软化点为900～1100℃的Al-Si-B系玻璃粉；将上述两种玻璃粉混合；
S3、制备有机载体；将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为80℃；包括CAB树脂5％，酚醛树脂2％，丁基卡必醇醋酸酯78％，三乙二醇丁醚15％；
S4、制备添加剂；添加剂为1％司班；
S4、将70％重量比的银粉、3％重量份的玻璃粉、26％重量份的有机载体、1％重量份的添加剂混合，其中球形银粉占背银重量比为50％，片状银粉占背银重量比为20％，主玻璃粉2％，核心准纳米级Al-Si-B(铝硼硅)系高软化点高稳定性玻璃粉1％；使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，使用三辊研磨机辊轧3～10遍，使用300～600目筛网进行过筛，得到耐醋酸背银。
实施例八
一种PERC电池，包括上述的耐醋酸背银。
醋酸试验测试效率衰减的方法为：随机选取10片印刷相应背银的电池片，测试每片的效率；使用恒温恒湿试验箱，加入5％稀醋酸溶液，设置85℃的温度，85％湿度环境湿度；将10片电池片放入恒温恒湿试验箱中老化8h后，再次测试每片效率，计算平均效率衰减。
按照上述实施例二的配方，并按照上述实施例五的制备方法制得背银后，制成有相同背银的十个PERC太阳能电池片，对十组PERC太阳能电池片进行醋酸试验效率衰减测试结果如下：
按照上述实施例三的配方，并按照上述实施例六的制备方法制得背银后，制成有相同背银的十个PERC太阳能电池片，对十组PERC太阳能电池片进行醋酸试验效率衰减测试结果如下：
按照上述实施例四的配方，并按照上述实施例七的制备方法制得背银后，制成有相同背银的十个PERC太阳能电池片，对十组PERC太阳能电池片进行醋酸试验效率衰减测试结果如下：
对A厂商的十个太阳能电池片进行醋酸试验效率衰减测试结果如下：
由上述可知，本发明实施例二醋酸试验效率衰减率为3.2～7.5％，均值为5.651％；本发明实施例三醋酸试验效率衰减率为2.9～7.8％，均值为5.263％；本发明实施例四醋酸试验效率衰减率为3.6～7.0％，均值为5.264％；对比组醋酸试验效率衰减率为5.5～14.7％，均值为9.689％，本发明有效降低醋酸试验效率衰减。
由图1可知，对比组醋酸试验后进行EL测试，显示出被酸腐蚀程度较高；由图2可知，本发明实施例二醋酸试验后进行EL测试，显示被酸腐蚀程度较低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐醋酸背银，其特征在于，由以下重量比的成分组成：
银粉50～70%，银粉由球形银粉和/或片状银粉组成；银粉制备时反应物中不引入与酸反应的无机相，且银粉与反应物反应后再洗涤至电导率低于20μS/m；
玻璃粉1～3%，玻璃粉由主体玻璃粉和Al-Si-B系玻璃粉组成，其中主体玻璃粉1～2.5%，Al-Si-B系玻璃粉0.1～1%；
主体玻璃粉为粒径0.5～2.0μm、软化点500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉；
Al-Si-B系玻璃粉粒径为0.1～1.0μm、软化点为900～1100℃；Al-Si-B系玻璃粉的成分配比为氧化铝10～40%、氧化硅20～50%、氧化硼30～60%；
有机载体30～50%，包括树脂和溶剂；
添加剂0.1～2%。
2.根据权利要求1所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述树脂占有机载体重量的5～25%，溶剂占有机载体重量的75～95%。
3.根据权利要求2所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、PVB、CAB、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述球形银粉重量比为40～70%，粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0㎡/g，振实密度为3.0～5.5g/ml。
6.根据权利要求5所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述片状银粉重量比为0～20%，粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5㎡/g，振实密度为2.5～4.5g/ml。
7.根据权利要求1所述的耐醋酸背银，其特征在于：所述添加剂为BYK-100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种。
8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的耐醋酸背银的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备银粉；银粉制备过程中不使用含有锂、钠、钾、铷、铯的酸、碱、盐；对银粉进行洗涤，令银粉电导率低于20μS/m；其中，令球形银粉的粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0㎡/g，振实密度为3.0～5.5g/ml；令片状银粉的粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5㎡/g，振实密度为2.5～4.5g/ml；
S2、制备玻璃粉；制取软化点为500～700℃的铅铋铜锰系玻璃粉，令铅铋铜锰系玻璃粉粒径为0.5～2.0μm；取氧化铝10～40%、氧化硅20～50%、氧化硼30～60%，制得粒径为0.1～1.0μm、软化点为900～1100℃的Al-Si-B系玻璃粉；将上述两种玻璃粉混合；
S3、制备有机载体；将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为60～80℃；
S4、制备添加剂；添加剂为BYK-100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种；
S4、将50～70%重量比的银粉、1～3%重量份的玻璃粉、30～50%重量份的有机载体、0.1～2%重量份的添加剂混合，搅拌分散1～2h，再辊轧3～10遍，使用300～600目筛网进行过筛，得到耐醋酸背银。
9.根据权利要求8所述的耐醋酸背银的制备方法，其特征在于：S3中，树脂占有机载体重量的5～25%，溶剂占有机载体重量的75～95%；树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、PVB、CAB、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种；溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
10.一种PERC电池，其特征在于：包括如权利要求1～7中任意一项所述的耐醋酸背银。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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