CN114220586A - 一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：高分散高活性球形银粉75‑85%、纳米银粉1‑10%、低熔超细玻璃粉1‑3%、有机载体7‑15%、分散剂0.5‑2%、触变剂0‑2%、爽滑剂0‑2%。本发明可避免银铝的扩散及高温对电池的损伤、可以在低温烧结提供较优的焊接拉力、可显著降低细栅电阻，转换效率可以同比再提升0.05%以上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆及其制备方法。
背景技术
太阳能技术的发展日新月异，新的电池技术和工艺不断涌现，目前的PERC工艺终将被HJT或Topcon（Tunnel Oxide Passivating Contacts）隧穿氧化层钝化接触电池取代。Topcon技术相对于HJT拥有成本低，与PERC工艺传承性好等优点，近3-5年仍是太阳能电池技术的主流。目前Topcon电池正面金属化所用导电浆料是以银铝浆为主。
现有技术的缺陷和不足：目前市场上正面银铝浆主要在烧结后提供良好的接触作用，无法或极少形成P+层，对Voc几乎没有增益。另一方面银浆一直是电池片非硅成本中占有很大的比重，其高成本最终不利于光伏的平价上网，故本项目使用配合使用了铝浆作为N型TOPCon正面浆料，兼具提供良好的接触作用和形成P+层以提升Voc，且成本相对降低90%以上。另一方面正由于本项目是配套使用了铝浆，存在银铝的共烧情况，银铝的共烧会出现银铝反应剧烈导致的各种失效，包括搭接处栅线脱落，EL发黑等常见异常。因此必须配套开发特殊的主栅银浆，并制定合适的适配工艺。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆及其制备方法。
具体方案如下：
一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：按照质量百分比，由以下组分制备而成：高分散高活性球形银粉75-85%、纳米银粉1-10%、低熔超细玻璃粉1-3%、有机载体7-15%、分散剂0.5-2%、触变剂0-2%、爽滑剂0-2%。
作为本发明的进一步改进，所述高分散高活性球形银粉为球形，其粒径0.3-0.5μm，D100＜2μm，比表1-2，振实密度＞4g/ml，烧损＜0.6%，且银粉表面包覆剂在300℃内可以分解完。
作为本发明的进一步改进，所述纳米银粉粒径＜100nm，并在200℃可以完成低温烧结。
作为本发明的进一步改进，所述低熔超细玻璃粉平均粒径0.5-1μm，软化点300-350℃；按照质量百分比，其组分为：氧化铅0-90%、氟化铅0-70%、氟化钙0-20%、氧化铋0-20%、氧化硅0-20%、氧化硼1-20%、氧化铝0-10%、氧化锌0-20%。
作为本发明的进一步改进，所述有机载体为树脂和溶剂，通过将两者进行混合、加热、搅拌制成，其中加热温度60-80℃。
作为本发明的进一步改进，所述树脂占有机载体重量的5-25%，含有乙基纤维素、松香树脂、PVB树脂等中的一种或多种；所述溶剂占有机载体重量的75-95%，含有丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚等中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂为司班、楠本ED120、楠本ED420中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述爽滑剂为硅油、芥酸酰胺、石蜡粉中的一种或多种。
一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆的制备方法，其特征在于：依次经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到。
本主栅银浆的使用方式如下，依次在电池片印刷背面主栅、背面细栅、正面铝浆，并烧结，再印刷本主栅银浆，400-500℃进行低温烧结，得到具有焊接拉力的主栅，本主栅支持分步印刷模式和叠印模式，其中叠印模式更具有效率优势。
本发明的有益效果在于：
1、可与特制的TOPCon正面铝浆进行使用，具有独特性；
2.整个工艺需要二次烧结，背面银浆和正面铝浆进行正常的产线烧结后，再进行本浆料的印刷和烧结，并控制温度在400-500℃，可避免银铝的扩散及高温对电池的损伤；
3.高活性高分散的主体银粉保证印刷和线宽良好，并复配纳米银粉可以促进银粉的低温烧结，搭配低软化点玻璃粉可以在低温烧结提供较优的焊接拉力；
4.叠印模式下，由于细栅线的叠加，可显著降低细栅电阻，转换效率可以同比再提升0.05%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
高分散高活性球形银粉75%：球形，粒径0.3μm，D100＜2μm，比表1.8-2.0，振实密度4.5g/ml，烧损0.5-0.55%，银粉表面包覆剂必须在270℃内可以分解完；
纳米银粉10%：粒径约80nm，并在200℃内可以完成低温烧结；
低熔超细玻璃粉1%：平均粒径0.5μm；软化点310℃，组分为氟化铅65%，氟化钙20%，氧化硅2%，氧化硼6%，氧化铝1%，氧化锌6%；
有机载体11%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度80℃。
树脂占载体重量的5%，含有乙基纤维素3%、松香树脂2%；
溶剂在载体重量的95%，含有以下的一种至多种，丁基卡必醇35%，丁基卡必醇醋酸酯65%；
分散剂2%：为1%司班、1%楠本ED120；
触变剂0.5%：为聚酰胺蜡；
爽滑剂0.5%：为硅油。
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆。
实施例2
一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
高分散高活性球形银粉85%：球形，粒径0.5μm，D100＜2μm，比表1.0-1.2，振实密度5.5g/ml，烧损0.4%，银粉表面包覆剂必须在280℃可以分解完；
纳米银粉1%：粒径50nm，并在200℃可以完成低温烧结；
低熔超细玻璃粉3%：平均粒径1μm；软化点340℃，组分为氧化铅90%，氧化硼6%，，氧化锌4%；
有机载体8.5%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度60℃；
树脂占载体重量的15%，含有乙基纤维素5%、PVB树脂10%；
溶剂在载体重量的85%，含有醇酯十二70%、三乙二醇丁醚15%等；
分散剂0.5%：为楠本ED420；
触变剂1%：为氢化蓖麻油；
爽滑剂1%：为芥酸酰胺。
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆。
实施例3
一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
高分散高活性球形银粉78%：球形，粒径0.4μm，D100＜2μm，比表1.4-1.6，振实密度5g/ml，烧损0.5%，且银粉表面包覆剂在270℃内可以分解完；
纳米银粉3%：粒径30nm，并在200℃可以完成低温烧结；
低熔超细玻璃粉2%： 平均粒径0.7μm；软化点330℃，组分为氟化铅50%，氧化铋20%，氧化硅6%，氧化硼10%，氧化铝2%，氧化锌12%；
有机载体12%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度70℃；
树脂占载体重量的25%，含有乙基纤维素5%、松香树脂15%、PVB树脂5%；
溶剂在载体重量的75%，含有15%松油醇、60%醇酯十二；
分散剂1%：为楠本ED120；
触变剂2%：为1.5%聚酰胺蜡、0.5%气相二氧化硅；
爽滑剂2%：为2%石蜡粉。
按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆。
对比结果
配合特制正面铝浆共烧的主栅银浆做二次印刷并一起使用，其中，特制正面铝浆共烧的主栅银浆由以下组分经过搅拌分散、三辊研磨、过筛制备而成：
铝粉70%：球形，粒径1μm，D100＜10μm，氧含量为0.4%；
III族纳米金属粉及其合金粉5.5%：比表为14m2/g。包含：2%铝硅合金粉、3%铝硼合金粉；
主玻璃粉1%：平均粒径0.5μm，软化点320℃，组分为氧化铅90%，氧化硅1%，氧化硼4%，氧化锌4%，氧化镓1%；
次玻璃粉0.5%：平均粒径0.5μm，软化点420℃，组分为氧化钡40%，氧化锶10%，三氧化二锑6%，氧化硅4%，氧化硼20%，氧化锌10%，氧化镓10%；
以上为固含量，固含量为77%。
有机载体21%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度60℃；
树脂占载体重量的5%，含有4%乙基纤维素、1%松香树脂；
溶剂在载体重量的95%，含有丁基卡必醇45%，丁基卡必醇醋酸酯50%；
分散剂0.5%：为司班；
触变剂0.5%：为聚酰胺蜡。
验证结果如下表所示：
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：按照质量百分比，由以下组分制备而成：高分散高活性球形银粉75-85%、纳米银粉1-10%、低熔超细玻璃粉1-3%、有机载体7-15%、分散剂0.5-2%、触变剂0-2%、爽滑剂0-2%。
2.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述高分散高活性球形银粉为球形，其粒径0.3-0.5μm，D100＜2μm，比表1-2，振实密度＞4g/ml，烧损＜0.6%，且银粉表面包覆剂在300℃内可以分解完。
3.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述纳米银粉粒径＜100nm，并在200℃可以完成低温烧结。
4.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述低熔超细玻璃粉平均粒径0.5-1μm，软化点300-350℃；按照质量百分比，其组分为：氧化铅0-90%、氟化铅0-70%、氟化钙0-20%、氧化铋0-20%、氧化硅0-20%、氧化硼1-20%、氧化铝0-10%、氧化锌0-20%。
5.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述有机载体为树脂和溶剂，通过将两者进行混合、加热、搅拌制成，其中加热温度60-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述树脂占有机载体重量的5-25%，含有乙基纤维素、松香树脂、PVB树脂中的一种或多种；所述溶剂占有机载体重量的75-95%，含有丁基卡必醇、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。
7.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述分散剂为司班、楠本ED120、楠本ED420中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆，其特征在于：所述爽滑剂为硅油、芥酸酰胺、石蜡粉中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种与N型TOPCon电池正面铝浆配合使用的主栅银浆的制备方法，其特征在于：依次经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到。
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