CN113744914A - 一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于PERC的Ag‑On‑Al结构的高温银浆及其制备方法，涉及PERC电池领域。由以下组分按重量份数组成：金属粉60‑80份：所述金属粉包括银粉和低熔金属粉；其中银粉40‑70份；低熔金属粉10‑20份；玻璃粉2‑5份：玻璃粉平均粒径0.5‑2μm，软化点400‑500℃；有机载体15‑40份：有机载体包括树脂和溶剂，有机载体通过将树脂和溶剂进行混合、加热60‑80℃、搅拌，熬制获得；无机纳米氧化物0.1‑5份；添加剂：0.1‑2份。本发明提出的一种用于PERC的Ag‑On‑Al结构的高温银浆及其制备方法，可解决了PERC电池提升转换效率的问题以及Ag‑On‑Al结构银铝共烧的铝对银的侵蚀问题。
Description
技术领域
本发明属于PERC电池领域，具体涉及一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆及其制备方法。
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进行钝化效果，而背银对钝化层产生损伤，因此提效已进入瓶颈。将目前银电极制作在铝浆(Ag-On-Al)上，并消除银该处对钝化层的腐蚀，预期可以提效0.2％。但将PERC背银印刷在铝浆(Ag-On-Al)上进行共烧会产生铝对银的侵蚀，导致PERC背银不可焊接。
申请号为CN109378108A的专利，公开了一种用于perc晶体硅太阳能电池的正银浆料,第一类球状银粉35-50％，第二类球状银粉20-35％,片状银粉4-30％，有机载体5-13％，玻璃粉1-6％。虽然其使得太阳能电池正面银浆具有更宽的烧结窗口，在保证优异的电性能和拉力值的前提下，能适应较低的烧结温度，从而有利于优化背面铝浆与电池片的接触，并减少背面浆料对钝化层的损伤，但其仍然无法解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆及其制备方法，解决了PERC电池提升转换效率的问题以及Ag-On-Al结构银铝共烧的铝对银的侵蚀问题。
本发明提供了如下的技术方案：
一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆及其制备方法，由以下组分按重量份数组成，
金属粉60-80份：所述金属粉包括银粉和低熔金属粉；其中银粉40-70份；低熔金属粉10-20份；
玻璃粉2-5份：玻璃粉平均粒径0.5-2μm，软化点400-500℃；
有机载体15-40份：有机载体包括树脂和溶剂，有机载体通过将树脂和溶剂进行混合、加热60-80℃、搅拌，熬制获得；
无机纳米氧化物0.1-5份；
添加剂：0.1-2份。
优选的，所述银粉包括球形银粉和片状银粉；所述球形银粉占银粉总重量的30％-60％，粒径0.3-1.0μm，比表0.5-3m2/g，振实密度3-5.5g/ml；所述片状银粉占银粉总重量的10-70％，粒径1-3μm，比表0.5-1.5m2/g，振实密度2.5-4.5g/ml。
优选的，低熔金属粉占金属粉重量的20-40％，低熔金属粉为铅或铋或锡或铟或镓元素组成的纯金属粉末，或一种金属元素与其他金属元素的二元及多元合金粉末，且平均粒径＜2μm。
优选的，玻璃粉组分质量比为氧化铅20-60％，二氧化硅10-30％，氧化铜10-30％，氧化锰1-20％，氧化碲1-10％，氧化铋0-20％，氧化硼0-20％，氧化铝0-10％，氧化锌0-10％，氧化铬0-10％，氧化钛0-10％。
优选的，树脂占有机载体总重量的5-25％，树脂为乙基纤维素或丙烯酸树脂或PVB或CAB或松香树脂或酚醛树脂。
优选的，溶剂占有机载体总重量的75-95％，溶剂为丁基卡必醇或丁基卡必醇醋酸酯或松油醇或醇酯十二或三乙二醇丁醚等。
优选的，无机纳米氧化物为五氧化二钒或二氧化锰或氧化铬。
优选的，添加剂为BYK-110或聚酰胺蜡或司班。
一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，应用于PERC的Ag-On-Al结构；按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆。
本发明的有益的效果：
1、本发明适配PERC电池背面全开槽结构及印刷铝浆，增强背钝化效果，增强电流的直接传输，提升开路电压Voc、短路电流Isc以及填充因子FF，提升转换效率Eta，单双面PERC电池通用；
2、本发明可依次印刷PERC背铝、高温银浆、正银，形成Ag-On-Al结构；
3、本发明的高温银浆在与PERC铝浆共烧的过程中，低温金属熔化在银铝界面间形成阻隔层，阻止了PERC铝浆对银浆的侵蚀；额外添加多种纳米无机氧化物，促进银铝接触部分铝的的氧化，阻止了PERC铝浆对银浆的侵蚀；银浆中玻璃粉熔化后往铝扩散并填充铝间隙以提供拉力。
具体实施方式
实施例1
一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，由以下组分按重量份数组成：
金属粉70份，其中银粉55份，低熔金属粉15份；
银粉中球形银粉质量占比40％，粒径0.8μm，比表1.5m2/g，振实密度3.5g/ml；
银粉中片状银粉质量占比15％，粒径2μm，比表0.8m2/g，振实密度4g/ml；
低熔金属粉为铋锡合金粉末，平均粒径为1μm，并具备良好的分散性；
玻璃粉4份：自制；玻璃粉需要具备低的软化点以及高的熔银能力，平均粒径0.7μm，软化点420℃；玻璃粉质量组成比为：氧化铅55％，二氧化硅10％，氧化铜15％，氧化锰6％，氧化碲6％，氧化硼6％，氧化铝2％；
有机载体23份：熬制温度70℃，组分重量比例为乙基纤维素5％，丙烯酸树脂2％，醇酯十二65％，丁基卡必醇28％；
无机纳米氧化物2份：为纳米氧化铬；
添加剂合计1份，包含0.5％质量BYK-110和0.5％质量的司班；
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆；
实施例2
一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，由以下组分按重量份数组成：
金属粉60份，其中银粉40份，低熔金属粉20份；
银粉中球形银粉质量占比30％，粒径0.5μm，比表3m2/g，振实密度3.5g/ml；
银粉中片状银粉质量占比10％，粒径1μm，比表1.5m2/g，振实密度3g/ml；
低熔金属粉为锡铅合金粉末，平均粒径为1μm，并具备良好的分散性；
玻璃粉2份：自制；玻璃粉需要具备低的软化点以及高的熔银能力，平均粒径0.8μm，软化点450℃；玻璃粉质量组成比为：氧化铅30％，二氧化硅15％，氧化铜30％，氧化锰7％，氧化碲8％，氧化锌4％，氧化铬2％，氧化钛4％；
有机载体32份：熬制温度80℃，有机载体组分重量比例为PVB树脂13％，酚醛树脂2％，松油醇25％，丁基卡必醇醋酸酯60％；
无机纳米氧化物5份：为纳米五氧化二钒；
添加剂合计1份，为聚酰胺蜡；
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆；
实施例3
一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，由以下组分按重量份数组成：
金属粉80份，其中银粉70份，低熔金属粉10份；
银粉中球形银粉质量占比40％，粒径1μm，比表0.6m2/g，振实密度5g/ml；
银粉中片状银粉质量占比30％，粒径3μm，比表0.5m2/g，振实密度4g/ml；
低熔金属粉为铅铋合金粉，平均粒径为1μm，并具备良好的分散性；
玻璃粉5份：自制；玻璃粉需要具备低的软化点以及高的熔银能力，平均粒径0.8μm，软化点480℃；玻璃粉组分质量比为：氧化铅20％，二氧化硅30％，氧化铜10％，氧化碲3％，氧化铋20％，氧化硼15％，氧化铝2％；
有机载体14份：熬制温度60℃，有机载体组分重量比例为CAB树脂4％，松香树脂3％，丁基卡必醇醋酸酯80％，三乙二醇丁醚13％；
无机纳米氧化物0.5份：为纳米五氧化二钒；
添加剂合计0.5份，为司班；
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆。
实验分析对比：
将实施例1至3制备的产品分别编号为实验组1、实验组2、实验组3；
将普通市售产品编号为对比组1；
实验组1、实验组2、实验组3和对比组1性能实验数据如下表：
有上述数据可知，本发明适用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆可以提升转换效率0.1％以上，并可以保证具有良好的焊接拉力。
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)
1.一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：由以下组分按重量份数组成：
金属粉60-80份：所述金属粉包括银粉和低熔金属粉；其中银粉40-70份；低熔金属粉10-20份；
玻璃粉2-5份：玻璃粉平均粒径0.5-2μm，软化点400-500℃；
有机载体15-40份：有机载体包括树脂和溶剂，有机载体通过将树脂和溶剂进行混合、加热60-80℃、搅拌，熬制获得；
无机纳米氧化物0.1-5份；
添加剂：0.1-2份。
2.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：所述银粉包括球形银粉和片状银粉；所述球形银粉占银粉总重量的30％-60％，粒径0.3-1.0μm，比表0.5-3m2/g，振实密度3-5.5g/ml；所述片状银粉占银粉总重量的10-70％，粒径1-3μm，比表0.5-1.5m2/g，振实密度2.5-4.5g/ml。
3.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：低熔金属粉为铅或铋或锡或铟或镓元素组成的纯金属粉末，或一种金属元素与其他金属元素的二元及多元合金粉末，且平均粒径＜2μm。
4.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：玻璃粉组分质量比为氧化铅20-60％，二氧化硅10-30％，氧化铜10-30％，氧化锰1-20％，氧化碲1-10％，氧化铋0-20％，氧化硼0-20％，氧化铝0-10％，氧化锌0-10％，氧化铬0-10％，氧化钛0-10％。
5.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：树脂占有机载体总重量的5-25％，树脂为乙基纤维素或丙烯酸树脂或PVB或CAB或松香树脂或酚醛树脂。
6.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：溶剂占有机载体总重量的75-95％，溶剂为丁基卡必醇或丁基卡必醇醋酸酯或松油醇或醇酯十二或三乙二醇丁醚。
7.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：无机纳米氧化物为五氧化二钒或二氧化锰或氧化铬。
8.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：添加剂为BYK-110或聚酰胺蜡或司班。
9.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：应用于PERC的Ag-On-Al结构。
10.根据权利要求1的一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆，其特征在于：其制备方法如下：按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆。
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