CN113744915A - 一种双面电池叠瓦组件用主栅电极 - Google Patents

一种双面电池叠瓦组件用主栅电极 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，涉及电极领域。包括以下重量组分：片粉20～30％、球粉60～72％、热固性丙烯酸树脂2～6％、氢化双酚F树脂0～2％；固化剂：0.5～1％硅油0.5～1.5％、分散剂0.2～0.6％，触变剂0.1～0.7％；活性溶剂2～4％。本发明提出的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，可降低组件电池成本、降低叠瓦组件碎片率，同时电池主栅区域无少子复合，增加电池转换效率。

Description

一种双面电池叠瓦组件用主栅电极
技术领域
本发明属于电极领域，具体涉及一种双面电池叠瓦组件用主栅电极。
背景技术
传统叠瓦组件工艺，电池电极铝浆、背银、主栅、正银印刷烧结后，将电池切割，使用印刷工艺将叠瓦导电胶粘贴在主栅电极上，经过烘干固化工艺，将电池粘结；这种设计有一下几种缺陷；1、主栅上使用叠瓦导电胶，耗银量大主栅单耗20-30mg叠瓦导电胶30～35mg。2、电池厚度为160维密，主栅上叠加导电剂厚度高20～40μm厚度，导致碎片率高。3、电池印刷主栅区域，烧结后有少子复合，导致开压降低。
申请号为CN202010489313.3的专利，公开了一种晶硅太阳能电池片的正面主栅电极银浆，包括球形银粉A、球形银粉B、片状银粉、玻璃粉、助剂和粘合剂；所述球形银粉A的粒径分布为：D10为0.5-1.5μm，D50为1.0-2.5μm，D90为2.0-3.0μm；所述球形银粉A的振实密度为4.5-7.5g/cm3；所述球形银粉B的粒径分布为：D10为0.1-0.5μm，D50为0.3-0.8μm，D90为1.0-3.5μm；所述球形银粉B的振实密度为2.0-3.5g/cm3；所述片状银粉的粒径分布为：D50为2.0-5.0μm；所述片状银粉的振实密度2.0-3.5g/cm3；虽然通过特定的粒径和特定振实密度球形银粉A、球形银粉B和片状银粉的配合，搭配玻璃粉，能提高了产品的导电性和剥离强度，但仍旧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双面电池叠瓦组件用主栅电极，降低组件电池成本、降低叠瓦组件碎片率，同时电池主栅区域无少子复合，增加电池转换效率。
本发明提供了如下的技术方案：
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，包括以下重量组分：片粉20～30％、球粉60～72％、热固性丙烯酸树脂2～6％、氢化双酚F树脂0～2％；固化剂：0.5～1％硅油0.5～1.5％、分散剂0.2～0.6％，触变剂0.1～0.7％；活性溶剂2～4％。
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，所采用浆料制备方法如下：
S1、将片粉、球粉、热固性丙烯酸树脂、氢化双酚F树脂、硅油、分散剂，触变剂和活性溶剂按比例投入双行星真空搅拌机内；
S2、搅拌混合均匀，按比例加入固化剂，继续搅拌得到混合物；
S3、混合物三辊研磨机进行研磨，即获得浆料。
优选的，S2步骤具体操作如下：打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为15～25R/min，分散盘转速30～40R/min，控制搅拌时间20～30min，加入固化剂，开启搅拌转速为15～25R/min，分散盘关闭，得到混合物。
优选的，搅拌机需开控温系统温度范围为7～20℃，搅拌期间搅拌机内的浆料温度需≤30℃。
优选的，S3步骤具体操作如下：将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤5μm，粘度39～60Pa.s，最终得到浆料。
优选的，所述片粉粒径D10 1.0～1.3μm、D50 1.4～1.7μm、D90 2.5～3.0μm比表面积0.7～1.1m2/kg，烧损值0.5～0.9％，振实密度4.5～6.0g/ml。
优选的，球银粉粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm比表面积0.9～1.4m2/kg，烧损值0.7～1.0％，振实密度3～5g/ml。
优选的，硅油为KF-96-1000CS；
分散剂为BYK 118或TDO或ED-42；
触变剂为6500或MT-PLUS或MT-ST；
活性溶剂为乙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯或异丙醇。
一种适用于双面电池叠瓦组件用主栅电极，用于制备太阳能电池片的方法如下：
先将原料裸硅片经前清洗制绒后，进行扩散制备PN结，再刻蚀去除PSG磷硅玻璃层，ALD镀膜钝化层、经PECVD镀减反膜制成蓝膜片后，先激光背面开槽及正面制备SE；
再用丝网印刷工艺印刷铝浆，烘干后再印刷细栅银浆，然后再经烘干，按照电池片烧结工艺短时高温快烧共烧结，制备形成背面铝线和正面细栅；
然后在组件端印刷所述低温固化性主栅银浆，在烘箱中固化制备形成叠瓦主栅银浆，进行测试分选出合格产品即可。
优选的，在170-210℃烘箱中固化10-30min制备形成叠瓦主栅银浆。
本发明的有益的效果：
1、本发明所获得的一种适用于双面电池叠瓦组件用主栅电极因将主栅正银和叠瓦导电胶合一成单一产品，单片成本降低；
2、本发明可降低叠瓦组件碎片率；传统叠瓦组件，主栅上叠加导电剂厚度高20～40μm厚度，因将主栅银浆和叠瓦导电胶合一成单一产品，叠片处高度减少10-15μm，在层压过程中大大降低碎片率；
3、本发明产品采用球形银粉和片状银粉的混合粉末作为导电材料，且以球状银粉为主，片形银粉为辅，使得电极膜更加均匀致密，导电相网络接触更加完善，从而有效提高了银电极的导电性能和附着力；
4、本发明电池主栅区域无少子复合，增加电池转换效率；相较于传统主栅，本产品使用了低温固化工艺，对硅基材无破坏，主栅区域无少子复合，增加电池转换效率0.15％以上；
5、本发明解决遮光面小、主栅区域复合小PL值＞180(硅片值140)、热固化后拉力＞80N,不会出现隐裂等缺陷，碎片率低(≤0.15‰)。转换效率高可达到23.4％以上。
具体实施方式
实施例1
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，包括以下重量组分：片粉30％、球粉65％、热固性丙烯酸树脂2％；固化剂：0.5％硅油0.5％、分散剂0.2％，触变剂0.1％；活性溶剂2％。
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，所采用浆料制备方法如下：
S1、将片粉、球粉、热固性丙烯酸树脂、硅油、分散剂，触变剂和活性溶剂按比例投入双行星真空搅拌机内；
片粉粒径D10 1.0μm、D50 1.4μm、D90 2.5μm比表面积0.7m2/kg，烧损值0.5％，振实密度4.5g/ml。
球银粉粒径D10 0.4μm、D50 0.5μm、D90 1.1μm比表面积0.9m2/kg，烧损值0.7％，振实密度3g/ml。
硅油为KF-96-1000CS；分散剂为BYK 118；触变剂为6500；活性溶剂为乙二醇丁醚；
S2、开抽真空，控制真空度为0.09MPa，控制搅拌转速为15/min，分散盘转速30/min，控制搅拌时间20min，加入固化剂，开启搅拌转速为15R/min，分散盘关闭，得到混合物；搅拌机需开控温系统温度范围为7℃，搅拌期间搅拌机内的浆料温度需≤30℃；
S3、将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤5μm，粘度39Pa.s，最终得到浆料。
一种适用于双面电池叠瓦组件用主栅电极，用于制备太阳能电池片的方法如下：
先将原料裸硅片经前清洗制绒后，进行扩散制备PN结，再刻蚀去除PSG磷硅玻璃层，ALD镀膜钝化层、经PECVD镀减反膜制成蓝膜片后，先激光背面开槽及正面制备SE；再用丝网印刷工艺印刷铝浆，烘干后再印刷细栅银浆，然后再经烘干，按照电池片烧结工艺短时高温快烧共烧结，制备形成背面铝线和正面细栅；然后在组件端印刷低温固化性主栅银浆，在170℃烘箱中固化10mi n制备形成叠瓦主栅银浆，进行测试分选出合格产品即可
实施例2
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，包括以下重量组分：片粉23.45％、球粉66％、热固性丙烯酸树脂4％、氢化双酚F树脂1％；固化剂：0.75％硅油1％、分散剂0.4％，触变剂0.4％；活性溶剂3％。
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，所采用浆料制备方法如下：
S1、将片粉、球粉、热固性丙烯酸树脂、氢化双酚F树脂、硅油、分散剂，触变剂和活性溶剂按比例投入双行星真空搅拌机内；
片粉粒径D10 1.1μm、D50 1.5μm、D90 2.7μm比表面积0.9m2/kg，烧损值0.7％，振实密度5.5g/ml。
球银粉粒径D10 0.5μm、D50 0.6μm、D90 1.2μm比表面积1.2m2/kg，烧损值0.7％，振实密度3g/ml。
硅油为KF-96-1000CS；分散剂为TDO；触变剂为MT-PLUS；活性溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯
S2、开抽真空，控制真空度为0.1MPa，控制搅拌转速为20R/min，分散盘转速35R/min，控制搅拌时间25min，加入固化剂，开启搅拌转速为20R/min，分散盘关闭，得到混合物；搅拌机需开控温系统温度范围为13℃，搅拌期间搅拌机内的浆料温度需≤30℃；
S3、将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤5μm，粘度50Pa.s，最终得到浆料。
一种适用于双面电池叠瓦组件用主栅电极，用于制备太阳能电池片的方法如下：
先将原料裸硅片经前清洗制绒后，进行扩散制备PN结，再刻蚀去除PSG磷硅玻璃层，ALD镀膜钝化层、经PECVD镀减反膜制成蓝膜片后，先激光背面开槽及正面制备SE；再用丝网印刷工艺印刷铝浆，烘干后再印刷细栅银浆，然后再经烘干，按照电池片烧结工艺短时高温快烧共烧结，制备形成背面铝线和正面细栅；然后在组件端印刷低温固化性主栅银浆，在190℃烘箱中固化25mi n制备形成叠瓦主栅银浆，进行测试分选出合格产品即可。
实施例3
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，包括以下重量组分：片粉20.2％、球粉64％、热固性丙烯酸树脂6％、氢化双酚F树脂2％；固化剂：1％硅油1.5％、分散剂0.6％，触变剂0.7％；活性溶剂4％。
一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，所采用浆料制备方法如下：
S1、将片粉、球粉、热固性丙烯酸树脂、氢化双酚F树脂、硅油、分散剂，触变剂和活性溶剂按比例投入双行星真空搅拌机内；
片粉粒径D10 1.3μm、D50 1.7μm、D90 3.0μm比表面积1.1m2/kg，烧损值0.9％，振实密度6.0g/ml。
球银粉粒径D10 0.7μm、D500.8μm、D90 1.4μm比表面积1.4m2/kg，烧损值1.0％，振实密度5g/ml。
硅油为KF-96-1000CS；分散剂为ED-42；触变剂为MT-ST；活性溶剂为异丙醇
S2、开抽真空，控制真空度为1.01MPa，控制搅拌转速为25R/min，分散盘转速40R/min，控制搅拌时间30min，加入固化剂，开启搅拌转速为25R/min，分散盘关闭，得到混合物；搅拌机需开控温系统温度范围为20℃，搅拌期间搅拌机内的浆料温度需≤30℃；
S3、将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤5μm，粘度60Pa.s，最终得到浆料。
一种适用于双面电池叠瓦组件用主栅电极，用于制备太阳能电池片的方法如下：
先将原料裸硅片经前清洗制绒后，进行扩散制备PN结，再刻蚀去除PSG磷硅玻璃层，ALD镀膜钝化层、经PECVD镀减反膜制成蓝膜片后，先激光背面开槽及正面制备SE；再用丝网印刷工艺印刷铝浆，烘干后再印刷细栅银浆，然后再经烘干，按照电池片烧结工艺短时高温快烧共烧结，制备形成背面铝线和正面细栅；然后在组件端印刷低温固化性主栅银浆，在210℃烘箱中固化30mi n制备形成叠瓦主栅银浆，进行测试分选出合格产品即可。
数据分析：
本发明成本降价，电池成本主要是节约银浆成本，一般的叠瓦电池的主栅银浆通过叠瓦浆料进行连接，本案例两者合二为一，银浆用量降低一半，故本发明成本降低一半
碎片率实验：将实施1至3制成的成品，通过制作成叠瓦电池组件，进行组件EL测试，可以观察到组件碎片情况，每个实施例共计测试30组数据，并统计平均碎片率；并将市面普通产品，作为对照组，测试30组数据，并统计平均碎片率；
组件转换效率实验：将实施1至3制成的成品，每个实施例共计测试30组数据，效率测试仪测试组件的输出功率并计算平均效率；并将市面普通产品，作为对照组，测试30组数据，效率测试仪测试组件的输出功率并计算平均效率
碎片率实验和组件转换效率实验具体数据如下：
叠瓦组件碎片率 组件转换效率
对比组 0.4％ 22.26％
实施例1 0.22％ 22.42％
实施例2 0.19％ 22.47％
实施例3 0.21％ 22.45％
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)

1.一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：包括以下重量组分：片粉20～30％、球粉60～72％、热固性丙烯酸树脂2～6％、氢化双酚F树脂0～2％；固化剂：0.5～1％硅油0.5～1.5％、分散剂0.2～0.6％，触变剂0.1～0.7％；活性溶剂2～4％。
2.根据权利要求1的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：
所采用浆料制备方法如下：
S1、将片粉、球粉、热固性丙烯酸树脂、氢化双酚F树脂、硅油、分散剂，触变剂和活性溶剂按比例投入双行星真空搅拌机内；
S2、搅拌混合均匀，按比例加入固化剂，继续搅拌得到混合物；
S3、混合物三辊研磨机进行研磨，即获得浆料。
3.根据权利要求2的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：S2步骤具体操作如下：打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为15～25R/min，分散盘转速30～40R/min，控制搅拌时间20～30min，加入固化剂，开启搅拌转速为15～25R/min，分散盘关闭，得到混合物。
4.根据权利要求3的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：搅拌机需开控温系统温度范围为7～20℃，搅拌期间搅拌机内的浆料温度需≤30℃。
5.根据权利要求2的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：S3步骤具体操作如下：将混合物送入三辊研磨机进行研磨，研磨至粒径≤5μm，粘度39～60Pa.s，最终得到浆料。
6.根据权利要求1的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：所述片粉粒径D101.0～1.3μm、D50 1.4～1.7μm、D90 2.5～3.0μm比表面积0.7～1.1m2/kg，烧损值0.5～0.9％，振实密度4.5～6.0g/ml。
7.根据权利要求1的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：球银粉粒径D100.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm比表面积0.9～1.4m2/kg，烧损值0.7～1.0％，振实密度3～5g/ml。
8.根据权利要求1的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：
硅油为KF-96-1000CS；
分散剂为BYK118或TDO或ED-42；
触变剂为6500或MT-PLUS或MT-ST；
活性溶剂为乙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯或异丙醇。
9.根据权利要求2的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：浆料用于制备太阳能电池片的方法如下：
先将原料裸硅片经前清洗制绒后，进行扩散制备PN结，再刻蚀去除PSG磷硅玻璃层，ALD镀膜钝化层、经PECVD镀减反膜制成蓝膜片后，先激光背面开槽及正面制备SE；
再用丝网印刷工艺印刷铝浆，烘干后再印刷细栅银浆，然后再经烘干，按照电池片烧结工艺短时高温快烧共烧结，制备形成背面铝线和正面细栅；
然后在组件端印刷所述低温固化性主栅银浆，在烘箱中固化制备形成叠瓦主栅银浆，进行测试分选出合格产品即可。
10.根据权利要求9的一种双面电池叠瓦组件用主栅电极，其特征在于：在170-210℃烘箱中固化10-30min制备形成叠瓦主栅银浆。
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