CN115171954A - 一种低温固化银浆及其制备方法与含有其的制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电极浆料及制备方法、电极片和电池,涉及太阳能电池技术领域,以解决现有的电极浆料由于烧结温度过高对电池表面的非晶硅透明导电薄膜层带来破坏的问题。该电极浆料包括银导电材料和有机载体,有机载体为液体,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂的质量比为(75~90):(5~25):(1~10)。该制备方法用于制备该电极浆料,该电极片使用了该电极浆料,该电池使用了该电极浆料。本发明提供的电极浆料及制备方法、电极片和电池用于减少对非晶硅透明导电薄膜层的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种低温固化银浆及其制备方法与含有其的制品。
背景技术
异质结太阳能电池的理论效率可达到28%,远高于常规的PERC晶硅太阳能电池,因此成为下一代太阳能电池的发展方向之一。目前,异质结太阳能电池的表面主要为非晶硅透明导电薄膜层,耐温性低于250℃。
现有技术,生产非晶硅透明导电薄膜层时,主要固化工艺一般是在150℃-220℃烧结10min-30min得到异质结太阳能电池。由于烧结温度过高,对异质结电池表面的导电层带来破坏,同时,烧结时间相对于常规PERC晶硅太阳能电池的烧结时间偏长,不利于提高生产效率及降低异质结太阳能电池的成本。另一方面,由于现有的异质结电池用导电银浆中含有一定的溶剂,在太阳能电池的生产过程中对生产现场的工人身体健康及工厂周边的环境存在一定的损害风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温固化银浆及其制备方法与含有其的制品,在电池制造过程中,避免了烧结电极浆料时由于烧结温度过高对电池表面的非晶硅透明导电薄膜层带来的破坏。
第一方面,本发明提供一种电极浆料,包括银导电材料和有机载体,有机载体为液体,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂的质量比为(75~90):(5~25):(1~10)。
与现有技术相比,本发明提供的电极浆料具有以下优势:
本发明提供的电极浆料包括银导电材料和有机载体,由于有机载体为液体,可以将银导电材料均匀分散在有机载体内,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,由于光引发剂可以在紫外光照射下吸收一定波长的能量,然后发生化学变化产生自由基或者阳离子,从而使得有机载体中含有的乙烯基化合物和巯基化合物在自由基或者阳离子的作用下,发生连锁聚合,形成巯基-乙烯基体系,从而迅速交联固化。此时,由于银导电材料均匀分散在有机载体内,当有机载体发生交联固化时,可以使得银基导电材料同时固化,因此,避免了现有技术生产异质结电池时需要高温烘烤电极浆料进行固化从而对异质结电池的非晶硅透明导电薄膜层造成损害的问题。同时,巯基-乙烯基体系在紫外光固化过程中,当光引发剂分解成自由基或阳离子后,自由基或阳离子容易与空气中的氧气发生反应形成反应活性较低的过氧自由基,此时,过氧自由基能夺取巯基上的氢原子,产生巯基自由基,从而保证了聚合反应的继续进行,避免了由于过氧自由基的存在导致的聚合反应的终止的现象,提高了固化速率,缩短了固化时间。而且,本发明实施例的电极浆料中,当乙烯基化合物和巯基化合物在上述比例下,可以使得电极浆料完全固化,避免了某一种化合物的过量导致的固化不完全的问题,通过使用少量的光引发剂即可引发乙烯基化合物和巯基化合物发生交联固化反应,减少了光引发剂的使用量,从而降低了制造成本。另外,本发明实施例的电极浆料,不需要添加溶剂即可进行固化,在异质结太阳能电池的生产过程中,可以减少对工人身体健康的损害,以及对环境造成的损害。
由上可见,本发明提供的电极浆料,可以在电池制造过程中,避免烧结电极浆料时由于烧结温度过高对电池表面的非晶硅透明导电薄膜层带来的破坏,既降低了烧结温度,减少了烧结时间,还减少了环境污染。
第二方面,本发明还提供一种电极浆料的制备方法,包括:
将乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂混合,得到有机载体;
将所述有机载体与银导电材料混合,获得电极浆料。
与现有技术相比,本发明提供的电极浆料的制备方法的有益效果与第一方面电极浆料的有益效果相同,此处不做赘述。
第三方面,本发明还提供一种电极片,所述电极片包括本发明提供的电极浆料。
与现有技术相比,本发明提供的电极片包括本发明提供的电极浆料,因此有益效果与第一方面电极浆料的有益效果相同,此处不做赘述。
第四方面,本发明还提供一种光伏电池,所述光伏电池包括本发明提供的电极浆料。
与现有技术相比,本发明提供的光伏电池中包括本发明提供的电极浆料,因此有益效果与第一方面电极浆料的有益效果相同,此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例的电池的结构示意图;
图2为本发明实施例的电极浆料的制备流程图。
附图标记:
100-电池,101a-正极,101b-负极,102a-第一非晶硅透明导电薄膜层,102b-第二非晶硅透明导电薄膜层,103a-第一本征非晶硅薄膜,103b-第二本征非晶硅薄膜,104-P型非晶硅薄膜,105-N型非晶硅薄膜。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
常规晶硅太阳能电池是在一块完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,两种半导体的交界面附近的区域形成PN结。异质结太阳能电池全称为本征薄膜异质结电池(HJT,Heterojunction with Intrinsic Thin-layer),是一种特殊的PN结,由非晶硅和晶体硅材料形成,是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,属于N型电池中的一种。由于异质结电池的理论效率可达到28%,远高于常规的晶硅太阳能电池,因此成为下一代太阳能电池的发展方向之一。
由于异质结太阳能电池的表面主要为非晶硅透明导电薄膜层,非晶硅透明导电薄膜层的耐温性低于250℃,因此,异质结电池表面要印刷固化温度在220℃以下的导电银浆。然而现有技术中导电银浆的固化工艺一般是在150℃~220℃烧结10min~30min,固化温度较高,对异质结太阳能电池的表面非晶硅透明导电薄膜层有破坏的风险,且烧结时间相对于常规晶硅太阳能电池的烧结时间偏长,不利于提高生产效率及降低异质结太阳能电池的成本。
针对上述问题,本发明实施例提供一种异质结电池,其可以包括本发明实施例的电极材料,以避免烧结电极浆料时由于烧结温度过高对电池表面的非晶硅透明导电薄膜层带来的破坏。应理解,该异质结电池可以包括电极材料、衬底、非晶硅透明导电薄膜层、P型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜。图1示出了本发明实施例的电池的结构示意图,如图1所示,本发明实施例的异质结电池100,从电池正面由上到下依次为正极101a、第一非晶硅透明导电薄膜层102a、P型非晶硅薄膜104、第一本征非晶硅薄膜103a、衬底106、第二本征非晶硅薄膜103b、N型非晶硅薄膜105、第二非晶硅透明导电薄膜层102b和负极101b。
本发明实施例提供的一种电极浆料,可以应用于上述电池。包括:银导电材料和有机载体,有机载体为液体,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂的质量比为(75~90):(5~25):(1~10)。
本发明提供的电极浆料包括银导电材料和有机载体,由于有机载体为液体,可以将银导电材料均匀分散在有机载体内,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,由于光引发剂可以在紫外光照射下吸收一定波长的能量,然后发生化学变化产生自由基或者阳离子,从而使得有机载体中含有的乙烯基化合物和巯基化合物在自由基或者阳离子的作用下,发生连锁聚合,形成巯基-乙烯基体系,从而迅速交联固化。此时,由于银导电材料均匀分散在有机载体内,当有机载体发生交联固化时,可以使得银基导电材料同时固化,因此,避免了现有技术生产异质结电池时需要高温烘烤电极浆料进行固化从而对异质结电池的非晶硅透明导电薄膜层造成损害的问题。同时,巯基-乙烯基体系在紫外光固化过程中,当光引发剂分解成自由基或阳离子后,自由基或阳离子容易与空气中的氧气发生反应形成反应活性较低的过氧自由基,此时,过氧自由基能夺取巯基上的氢原子,产生巯基自由基,从而保证了聚合反应的继续进行,避免了由于过氧自由基的存在导致的聚合反应的终止的现象,提高了固化速率,缩短了固化时间。而且,本发明实施例的电极浆料中,当乙烯基化合物和巯基化合物在上述比例下,可以使得电极浆料完全固化,避免了某一种化合物的过量导致的固化不完全的问题,通过使用少量的光引发剂即可引发乙烯基化合物和巯基化合物发生交联固化反应,减少了光引发剂的使用量,从而降低了制造成本。另外,本发明实施例的电极浆料,不需要添加溶剂即可进行固化,在异质结太阳能电池的生产过程中,可以减少对工人身体健康的损害,以及对环境造成的损害。
在一种可实现的方式中,本发明实施例的电极浆料中银导电材料和有机载体的质量比为(50~95):(5~50)。在该比例下,银导电材料可以充分的分散在有机载体内,从而可以在有机载体发生交联固化时,同时固化银基导电材料。
示例性的,本发明实施例的有机载体中,乙烯基化合物包括改性环氧树脂、改性聚氨酯树脂、丙烯酸酯化合物中的至少一种。其中,丙烯酸酯化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。本发明实施例的乙烯基化合物所含有的碳碳双键与巯基化合物在光引发剂的作用下发生连锁聚合,形成巯基-乙烯基体系,从而迅速交联固化。其中,由于改性后的环氧树脂和聚氨酯树脂具有很好的韧性和低温固化性能,可以增强有机载体的韧性和低温固化性能,从而使得电极浆料可以不需要加热烧结,在低温条件下即可固化,且固化形成的电极韧性强,不容易破裂。
示例性的,上述巯基化合物包括2-巯基乙醇、1,6-己二硫醇和N-乙酰硫代内酯中的至少一种。上述光引发剂包括1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和安息香双甲醚中的至少一种。
在一种可选方式中,本发明实施的银导电材料的粒径为0.1μm-0.5μm,比表面积小于或等于1.5m2/g。银导电材料包括球型银粉和片状银粉,球型银粉与片状银粉的质量比为(3~7):(7~3)。本发明实施例的球型银粉之间以点对点的方式接触,接触面积相对较小,片状银粉中含大量面面接触或面线接触,接触面积相对较大,当银导电材料的粒径和比表面积在上述范围内时,在相对位移时具有更大的内摩擦,从而使得配置的浆料粘度大,减少固化时间。同时,当球型银粉与片状银粉的质量比在上述范围内时,球型银粉可以填充片状银粉之间的空隙,使原来的不接触的相邻片状银粉互相接触,增加了导电通路,从而提高了导电率。
示例性的,本发明实施例的电极浆料的细度为5μm以下,粘度为100Pa·S~300Pa·S。当电极浆料的细度为和粘度在上述范围内时,在生产加工过程中,可以避免由于浆料粘度过大造成搅拌困难的问题,从而可以保证很好的印刷性能,还可以避免粘度过低造成悬浮颗粒的沉降,不利于浆料均匀性和稳定性的问题,提高了固化速率。
图2示出了本发明实施例提供的电极浆料的制备流程图,如图2所示,本发明还提供该电极浆料的制备方法,包括:
步骤201:将乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂混合,得到有机载体。
步骤202:将有机载体与银导电材料混合,获得电极浆料。
例如:将有机载体与银导电材料混合,搅拌,置于三辊轧机上轧制,进一步分散均化,当三辊轧机的刮板细度小于5μm后,获得电极浆料。同时,使用Brookfield粘度计在室温25℃下测试10rmp转速下的粘度为100Pa·S~300Pa·S。
本发明提供的电极浆料由于有机载体为液体,可以将银导电材料均匀分散在有机载体内,有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,由于光引发剂可以在紫外光照射下吸收一定波长的能量,然后发生化学变化产生自由基或者阳离子,从而使得有机载体中含有的乙烯基化合物和巯基化合物在自由基或者阳离子的作用下,发生连锁聚合,形成巯基-乙烯基体系,从而迅速交联固化。此时,由于银导电材料均匀分散在有机载体内,当有机载体发生交联固化时,可以使得银基导电材料同时固化,因此,避免了现有技术生产异质结电池时需要高温烘烤电极浆料进行固化从而对异质结电池的非晶硅透明导电薄膜层造成损害的问题。同时,巯基-乙烯基体系在紫外光固化过程中,当光引发剂分解成自由基或阳离子后,自由基或阳离子容易与空气中的氧气发生反应形成反应活性较低的过氧自由基,此时,过氧自由基能夺取巯基上的氢原子,产生巯基自由基,从而保证了聚合反应的继续进行,避免了由于过氧自由基的存在导致的聚合反应的终止的现象,提高了固化速率,缩短了固化时间。
本发明实施例的电极浆料中,当乙烯基化合物和巯基化合物在上述比例下,可以使得电极浆料完全固化,避免了某一种化合物的过量导致的固化不完全的问题,通过使用少量的光引发剂即可引发乙烯基化合物和巯基化合物发生交联固化反应,减少了光引发剂的使用量,从而降低了制造成本。另外,本发明实施例的电极浆料,不需要添加溶剂即可进行固化,在异质结太阳能电池的生产过程中,可以减少对工人身体健康的损害,以及对环境造成的损害。
为了验证本发明实施例提供的电极浆料的效果,本发明实施例采用实施例与对比例对比的方式进行证明。
实施例一
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:30重量份的球型银粉、60重量份片状银粉、6重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮。
本发明实施例一提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将6重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将30重量份的球型银粉和60重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例二
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:60重量份的球型银粉、30重量份片状银粉、6重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮。
本发明实施例二提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将6重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将60重量份的球型银粉和30重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例三
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:30重量份的球型银粉、60重量份片状银粉、3重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、3重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮。
本发明实施例三提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将3重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、3重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的2-巯基乙醇和1重量份的1-羟基-环己基-苯基甲酮混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将30重量份的球型银粉和60重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例四
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:30重量份的球型银粉、70重量份片状银粉、6重量份的甲基丙烯酸甲酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的1,6-己二硫醇和1重量份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
本发明实施例四提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将6重量份的甲基丙烯酸甲酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的1,6-己二硫醇和1重量份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将30重量份的球型银粉和70重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例五
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:70重量份的球型银粉、30重量份片状银粉、6重量份的甲基丙烯酸丁酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的1,6-己二硫醇和1重量份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
本发明实施例五提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将6重量份的甲基丙烯酸丁酯、2重量份的环氧丙烯酸酯、1重量份的1,6-己二硫醇和1重量份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将70重量份的球型银粉和30重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例六
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:70重量份的球型银粉、30重量份片状银粉、6重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2重量份的甲基丙烯酸甲酯、1重量份的N-乙酰硫代内酯和1重量份的安息香双甲醚。
本发明实施例六提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:6重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2重量份的甲基丙烯酸甲酯、1重量份的N-乙酰硫代内酯和1重量份的安息香双甲醚混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将70重量份的球型银粉和30重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例七
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:40重量份的球型银粉、60重量份片状银粉、20重量份的季戊四醇四丙烯酸酯、10重量份的甲基丙烯酸甲酯、5重量份的N-乙酰硫代内酯和5重量份的安息香双甲醚。
本发明实施例七提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将20重量份的季戊四醇四丙烯酸酯、10重量份的甲基丙烯酸甲酯、5重量份的N-乙酰硫代内酯和5重量份的安息香双甲醚混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将40重量份的球型银粉和60重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
实施例八
本发明实施例提供的电极浆料,按质量份数计,包括:50重量份的球型银粉、50重量份片状银粉、15重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、8重量份的甲基丙烯酸甲酯、2重量份的N-乙酰硫代内酯和2重量份的安息香双甲醚。
本发明实施例八提供的电极浆料的制备方法包括如下步骤:
第一步,有机载体制备:将15重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、8重量份的甲基丙烯酸甲酯、2重量份的N-乙酰硫代内酯和2重量份的安息香双甲醚混合,搅拌均匀,获得有机载体。
第二步,制备电极浆料:将50重量份的球型银粉和50重量份片状银粉加入上述有机载体充分搅拌均匀,将混合好的电极浆料置于三辊轧机上分散研磨,制得电极浆料。
第三步,对上述电极浆料进行粘度测试和电阻率测试,使用Brookfield粘度计,10转每分钟的转速,测试2分钟时的粘度值。采用四探针欧姆表测试固化后电极体两端的电阻。然后,利用太阳能模拟器,在25℃、M1.5光谱、1.000KW/m2条件下测试电极浆料的电性能。然后用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min。
对比例一
本发明对比例一采用外购市售异质结电池用电极浆料作为对比电极浆料,包括银粉和有机载体,该有机载体包括树脂和有机溶剂,不含有本发明实施例的乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂。
本发明实施例提供的电极浆料形成的异质结电池的制备过程为:
第一步,将硅片清洗制绒。
第二步,非晶硅沉积:采用非晶硅正面PECVD法制备本征非晶硅薄膜和P型非晶硅薄膜,采用背面PECVD法制备本征非晶硅薄膜和N型非晶硅薄膜。
第三步,沉积透明导电膜,在两面用溅射法沉积透明导电氧化物薄膜。
第四步,丝网印刷低温固化电极浆料。
第五步,用功率为60W/cm的汞灯照射电极浆料不超过1min,得到异质结电池。
本实施例和对比例提供的电极浆料的测试结果如下表:
固化时间(min) | 固化温度(℃) | 粘度/Pa·S | 电阻率/μΩ·㎝ | 转化效率/% | |
实施例1 | 0.8 | 25 | 250 | 5.5 | 22.55 |
实施例2 | 0.9 | 28 | 150 | 6.5 | 22.35 |
实施例3 | 0.7 | 24 | 180 | 6.1 | 22.41 |
实施例4 | 0.8 | 30 | 190 | 5.7 | 22.25 |
实施例5 | 0.8 | 25 | 200 | 6.2 | 22.28 |
实施例6 | 0.8 | 26 | 210 | 6.3 | 22.31 |
实施例7 | 0.9 | 23 | 270 | 6.5 | 22.67 |
实施例8 | 0.9 | 27 | 300 | 5.5 | 22.58 |
对比例1 | 8 | 200 | 80 | 10 | 19.41 |
从上表可以看出,实施例一至实施例六中将银导电材料和有机载体混合均匀,有机载体含有乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,而对比例一不含有本发明实施例的乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂。实施例一至实施例六的固化时间均小于1min,固化温度均低于50℃,且电阻率小于对比例一中购买的市售电极浆料,电池转化效率大于对比例一中购买的市售电极浆料。因此,本发明实施例的电极浆料中通过使用光引发剂引发乙烯基化合物和巯基化合物发生固化交联反应,同时将银基导电材料分散在有机载体中,使得有机载体中含有的乙烯基化合物和巯基化合物在自由基或者阳离子的作用下,发生连锁聚合,形成巯基-乙烯基体系,从而可以将迅速交联固化,其固化时间均小于1min,固化温度均低于50℃,从而避免了烧结电极浆料时由于烧结温度过高对电池表面的非晶硅透明导电薄膜层带来的破坏。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,显而易见的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明,且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明的意图包括这些改动和变型在内。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电极浆料,其特征在于,包括银导电材料和有机载体,所述有机载体为液体,所述有机载体包括乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂,所述乙烯基化合物、所述巯基化合物和所述光引发剂的质量比为(75~90):(5~25):(1~10)。
2.根据权利要求1所述的电极浆料,其特征在于,所述银导电材料和所述有机载体的质量比为(50~95):(5~50)。
3.根据权利要求1所述的电极浆料,其特征在于,所述乙烯基化合物包括改性环氧树脂、改性聚氨酯树脂、丙烯酸酯化合物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的电极浆料,其特征在于,所述丙烯酸酯化合物包括环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电极浆料,其特征在于,所述巯基化合物包括2-巯基乙醇、1,6-己二硫醇和N-乙酰硫代内酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电极浆料,其特征在于,所述光引发剂包括1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和安息香双甲醚中的至少一种。
7.根据权利要求1~5任一项所述的电极浆料,其特征在于,所述银导电材料的粒径为0.1μm-0.5μm,比表面积小于或等于1.5m2/g,所述银导电材料包括球型银粉和片状银粉,所述球型银粉与所述片状银粉的质量比为(3~7):(7~3),所述电极浆料的细度为5μm以下,粘度为100Pa·S~300Pa·S。
8.一种如权利要求1~7任一项所述的电极浆料的制备方法,其特征在于,包括:
将乙烯基化合物、巯基化合物和光引发剂混合,得到有机载体;
将所述有机载体与银导电材料混合,获得电极浆料。
9.一种电极片,其特征在于,所述电极片包括权利要求1~7任一项所述的电极浆料。
10.一种光伏电池,其特征在于,所述光伏电池包括权利要求9所述的电极片。
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