CN115312230A - 一种导电银浆、其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种导电银浆、其制备方法和应用,其导电银浆包括银粉、光伏玻璃粉和有机载体;其中,有机载体包括组分A和组分B;其中,组分A包括溶剂A和树脂A,溶剂A为油水分配系数logP>8的碳氢溶剂;组分B包括溶剂B和树脂B,溶剂B为logP<3且表面张力>36dyne/cm的极性溶剂。本发明的导电银浆具有优秀的光电转化效率、较高的短路电流、较高的栅线焊接拉力和低栅线脱落率,能够代替含硅油的导电银浆,非常适宜作为太阳能电池正面金属化银浆。
Description
技术领域
本发明涉及导电银浆技术领域,具体而言,涉及一种导电银浆、其制备方法和应用。
背景技术
太阳能电池的正面电极是与PN结形成欧密接触的导电材料。目前整个光伏行业基本均采用丝网印刷的工艺制作电极,太阳能电池正面金属化银浆便是一种可应用于丝网印刷的厚膜导电浆料。太阳能电池正面金属化银浆通过丝网印刷到硅片上,再经过烧结形成太阳能电池的正面电极。太阳能正面电极的形貌、印刷质量、与太阳能电池片的接触程度等是决定太阳能电池转化效率最关键的因素。因此,除了丝网印刷技术和工艺的进步外,太阳能电池正面金属化银浆的配方和成分的不断优化也是推动光伏行业进步的重要助力。太阳能电池正面金属化银浆的基本组成为:银粉,光伏玻璃粉,有机载体及其它添加物。近几年,市面上几乎所有的规模化生产及使用的太阳能电池正面金属化银浆都会使用硅油作为添加物。作为行业共识,硅油的加入能够使金属化银浆在丝网印刷过程中保持相对更细的线型。更细的金属化栅线意味着更少的遮光面积,太阳能电池片能够接收更多的阳光,进而产生更高的电流,最终获得更高的光电转化效率。但随着目前光伏行业对降低成本、提高光电转化效率的不断追求,丝网印刷的网版开口已经由几年前>30μm,快速发展到≤15μm。更细的金属化栅线意味着浆料与太阳能电池片更低的接触面积,烧结后金属化栅线的脱落也成为目前困扰太阳能电池片厂的一个重要问题。通过对金属化银浆配方和太阳能电池片厂金属化栅线脱落的频次进行对应数据跟踪和分析,发现硅油的添加量直接影响到金属化栅线脱落的比例。此外,对客户端电池片良率及效率波动的持续跟踪,也证明了硅油的添加在目前细线化丝网印刷条件下,对太阳能电池片的电极焊接拉力、栅线的接触性能等均存在负面影响。
因此,有必要发明一种不含硅油的导电银浆。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种导电银浆、其制备方法和应用,以解决现有技术中含硅油银浆在细线化印刷中存在负面影响的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种导电银浆,,导电银浆包括:银粉、光伏玻璃粉和有机载体;其中,有机载体包括组分A和组分B;其中,组分A包括溶剂A和溶于溶剂A中的树脂A,溶剂A为油水分配系数logP>8的碳氢溶剂;组分B包括溶剂B和溶于溶剂B中的树脂B,溶剂B为logP<3且表面张力>36dyne/cm的极性溶剂。
进一步地,溶剂A为轻质石蜡油、重质石蜡油、石油溶剂油、角鲨烯、角鲨烷、煤油、柴油、石油基润滑油、合成或半合成机油的一种或多种;优选地,溶剂A为轻质石蜡油、重质石蜡油、角鲨烷、煤油中的一种或多种。
进一步地,溶剂B为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇苯醚、水杨酸乙酯、乙酰基水杨酸乙酯、N-羟乙基-2-吡咯烷酮中的一种或几种;优选地,溶剂B为邻苯二甲酸二甲酯、水杨酸乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯中的一种或多种。
进一步地,树脂A为萜烯树脂、Mw=400~6000的聚异丁烯、C5石油树脂、氢化C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、古马隆树脂、SBS树脂、SEBS树脂、DCPD石油树脂、氢化DCPD树脂中的一种或几种;优选树脂A为萜烯树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、聚异丁烯中的一种或多种。
进一步地,树脂B为乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯中的一种或几种;优选地,树脂B为羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯中的一种或多种。
进一步地,在导电银浆中,银粉、光伏玻璃粉和有机载体的重量比为(88~90):(1.5~3):(6.5~10);优选地,在有机载体中,组分A和组分B的重量比为(10~40):(60~90);优选地,在组分A中,溶剂A和树脂A的重量比为(70~95):(5~30);优选地,在组分B中,溶剂B和树脂B的比例为(70~95):(5~30)。
进一步地,银粉的表面具有有机包覆结构。
进一步地,导电银浆还包括添加剂,添加剂为表面活性剂、流平助剂、润滑剂、填料中的一种或多种;优选地,表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或多种;更优选地,添加剂与银粉的重量比为(0.1~2):(88~90)。
进一步地,光伏玻璃粉由以下方法制备得到:将玻璃粉前驱体经过熔炼、淬火、球磨,得到光伏玻璃粉;其中,玻璃粉前驱体包括氧化铅、氧化铋、氧化碲和氧化钨;优选地,以玻璃粉前驱体的总重量计,氧化铅的重量含量为0.1~20%,氧化铋的重量含量为30~60%,氧化碲的重量含量为0.1~20%,氧化钨的重量含量≥5%;优选地,氧化碲与氧化钨的重量比为(0.5:1)~(1.75:1);优选地,玻璃粉前驱体还包括氧化钾、氧化钠、氧化锂、氧化钙、氧化镁、氧化锶、氧化钡、氧化镍、二氧化钛、三氧化二硼、二氧化硅、氧化锌、五氧化二磷中的一种或多种。
根据本发明的另一方面,提供了上述导电银浆的制备方法,制备方法包括以下步骤:S1,将树脂A与溶剂A混合得到组分A,将树脂B与溶剂B混合得到组分B;S2,将组分A和组分B混合,然后加入银粉、光伏玻璃粉和任选的添加物,搅拌,得到糊状料;S3,将糊状料进行研磨处理,得到导电银浆。
根据本发明的有一方面,提供了一种上述导电银浆或根据上述方法制备的导电银浆在太阳能电池片中的应用。
应用本发明的技术方案,得到了一种完全不含硅油的导电银浆。在该导电银浆中组分A是非极性或低级性的体系,该体系在组分B的协同作用下,可以像硅油一样吸附并包裹在银粉的表面;而组分B则具有高极性,由于两种组分之间的不相容性,使得银粉在有机相中分散的同时也具有局部团聚的状态,进而实现了与含硅油体系相同的栅线塑形效果,即对应更窄的线宽、更高的短路电流和光电转化效率。除此之外,因为本发明提供的导电银浆产品不含硅油,所以能够避免含硅油浆料在印刷过程中对硅片绒面浸润性差的缺陷,从而明显提升栅线的焊接拉力、降低栅线脱落率。总之,本发明提供了一种能够代替含硅油浆料的导电银浆,其非常适宜作为太阳能电池正面金属化银浆。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为解决如前所述的现有技术中存在的问题,根据本发明的一方面,提供了一种导电银浆,该导电银浆包括:银粉、光伏玻璃粉和有机载体;其中,有机载体包括组分A和组分B;其中,组分A包括溶剂A和溶于溶剂A中的树脂A,溶剂A为油水分配系数logP>8的碳氢溶剂;组分B包括溶剂B和溶于溶剂B中的树脂B,溶剂B为logP<3且表面张力>36dyne/cm的极性溶剂。
在该导电银浆中组分A是非极性或低级性的体系,该体系在组分B的协同作用下,可以像硅油一样吸附并包裹在银粉的表面;而组分B则具有高极性,由于两种组分之间的不相容性,使得银粉在有机相中分散的同时也具有局部团聚的状态,进而实现了与含硅油体系相同的栅线塑形效果,即对应更窄的线宽、更高的短路电流和光电转化效率。除此之外,因为本发明提供的导电银浆产品不含硅油,所以能够避免含硅油浆料在印刷过程中对硅片绒面浸润性差的缺陷,从而明显提升栅线的焊接拉力、降低栅线脱落率。总之,本发明提供了一种能够代替含硅油浆料的导电银浆,其非常适宜作为太阳能电池正面金属化银浆。
按照上述的参数条件选择溶剂A和溶剂B,能够使疏水的溶剂A形成对银粉的包裹,而与溶剂A分相的溶剂B与溶剂A协同作用、“模拟”了含硅油体系的栅线塑形效果。同时选择溶剂B的表面张力>36dyne/cm可以有效地实现印刷栅线与硅片形成紧密接触,从而减少烘干后栅线与硅片形成局部缺陷的现象,进而提升了栅线的焊接拉力、降低了栅线脱落率。
在实际操作中,溶剂A优选为与组分B长期稳定地不相溶、且能在有机载体中形成分相的有机溶剂。比如,溶剂A包括但不限于轻质石蜡油、重质石蜡油、石油溶剂油、角鲨烯、角鲨烷、煤油、柴油、石油基润滑油、合成或半合成机油的一种或多种。如此,更有利于整个导电银浆的稳定,且能够进一步改善印刷过程中的可加工性能,使栅线兼具更好的焊接拉力和附着能力,栅线缺陷更少,对于整个太阳能电池组件的光电转换效率具有更好的促进作用。更优选地,溶剂A为轻质石蜡油、重质石蜡油、角鲨烷、煤油中的一种或多种。
同样地,溶剂B优选为与组分A长期稳定地不相溶、且能在有机载体中形成分相的有机溶剂。比如,溶剂B包括但不限于邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇苯醚、水杨酸乙酯、乙酰基水杨酸乙酯、N-羟乙基-2-吡咯烷酮中的一种或多种。更优选地,溶剂B为邻苯二甲酸二甲酯、水杨酸乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯中的一种或多种。
选择上述的溶剂A和溶剂B,也更有利于树脂A和树脂B溶解在其中。与此同时,更有利于形成长期稳定的非均相有机载体,银粉在有机载体中实现了更稳定的微观团聚,从而能够实现了更稳定的光电性能。
在一种优选的实施例中,树脂A包括萜烯树脂、Mw=400~6000的聚异丁烯、C5石油树脂、氢化C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、古马隆树脂、SBS树脂、SEBS树脂、DCPD石油树脂、氢化DCPD树脂中的一种或几种。上述的树脂更有利于提高组份A的粘度,增强银粉团聚体的内聚力,改善栅线塑形,从而提高短路电流。优选树脂A为萜烯树脂、C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或多种。
在一种优选的实施例中,树脂B包括乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯中的一种或几种。上述的树脂更有利于提高浆料对硅片的附着力,改善印刷性能。同时调节组份B的极性和粘度,可以使组份A和组份B的分相状态更稳定。优选地,树脂B为羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯中的一种或多种。
优选上述的树脂A和树脂B,更有利于银粉在有机相中形成分散和局部聚集,更有利于本发明中的组分A和组分B长期稳定地不相溶,形成特定的非均相有机状态。在该状态下,导电银浆出乎意料地具有良好的塑形能力,进而使其光电转化效率得以提升。
在实际操作中,树脂A和树脂B不局限于以上所列举的类型,只要所选能够分别在溶剂A和溶剂B中溶解,均可达成至少部分本发明技术方案的有益技术效果。
本发明提供的技术方案中,不含有硅油。其具体指浆料的配方中不含有如下结构的化合物或聚合物:
式中,R为烷基、芳基;R’为氢、烷基、氨基、芳基、聚酯或聚醚链等;X为氢、羟基、氨基、烷氧基、烷基、芳基、乙酰氧基、碳官能基、聚醚或聚酯链等;n,m=0、1、2、3……。
本发明提供的导电银浆配方中尤其不包括甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油及其它改性硅油。
为了进一步提高导电银浆的综合性能,在一种优选的实施方式中,在导电银浆中,银粉、光伏玻璃粉和有机载体的重量比为(88~90):(1.5~3):(6.5~10);优选地,在有机载体中,组分A和组分B的重量比为(10~40):(60~90);优选地,在组分A中,溶剂A和树脂A的重量比为(70~95):(5~30);优选地,在组分B中,溶剂B和树脂B的比例为(70~95):(5~30)。
按照上述优选的配比制备得到的导电银浆具有更优的光电转化效率、线宽、焊接拉力等性能。
在导电银浆中,银粉主要起到了导电的作用,光伏玻璃粉起到蚀刻减反射层和助熔银粉的作用。同时上述的有机载体的添加量更加有利于银粉在其中形成适宜的浓度,从而获得粘度更加匹配下游丝网印刷工艺的浆料。优选溶剂和树脂的重量比为以上比例,更加有利于使粉体之间、粉体和硅片之间有足够的粘接力,且不至使浆料过粘,无法进行丝网印刷。
在一种优选的实施方式中,银粉的表面具有有机包覆结构。在实际的操作中,优选地,银粉可为市售常见类型。但为了使原料更加适用于本发明的技术方案,优选地,银粉的粒径D50为1~2.5μm,比表面积为0.35~0.75m2/g。银粉可以具有包括球形、棒形、粒状、片状或无定形状的形貌特征。
为了进一步提高导电银浆的性能,在一种优选的实施方式中,导电银浆还包括添加剂,添加剂为表面活性剂、流平助剂、润滑剂、填料中的一种或多种;优选地,表面活性剂为阴离子表面活性、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或多种;更优选地,添加剂与银粉的重量比为(0.1~2):(88~90)。
在实际的操作中,阴离子表面活性剂优选为椰子酰甲基牛磺酸钠,起到改善无机粉体分散性的作用。阳离子表面活性剂优选为十六烷基三甲氯化铵,起到改善无机粉体分散性的作用。流平助剂优选为丙烯酸酯流平剂,起到改善印刷后栅线流平性,使栅线形貌更加平整的作用。润滑剂优选为硬脂酸锂,起到提高栅线印刷过程的离网性能,改善浆料印刷性的作用。填料优选为炭黑,起到提高浆料固含,调节浆料粘度的作用。
在一种优选的实施方式中,光伏玻璃粉由以下方法制备得到:将玻璃粉前驱体经过熔炼、淬火、球磨,得到光伏玻璃粉;其中,玻璃粉前驱体包括氧化铅、氧化铋、氧化碲和氧化钨;优选地,以玻璃粉前驱体的总重量计,氧化铅的重量含量为0.1~20%,氧化铋的重量含量为30~60%,氧化碲的重量含量为0.1~20%,氧化钨的重量含量≥5%;优选地,氧化碲与氧化钨的重量比为(0.5:1)~(1.75:1);优选地,玻璃粉前驱体还包括氧化钾、氧化钠、氧化锂、氧化钙、氧化镁、氧化锶、氧化钡、氧化镍、二氧化钛、三氧化二硼、二氧化硅、氧化锌、五氧化二磷中的一种或多种。
优选上述组成的光伏玻璃粉,可以更好地使其在太阳能电池片烧结阶段起到蚀刻减反射层和助熔银粉的作用。
在本行业中,银粉和光伏玻璃粉的种类和用量主要根据客户提供的不同硅片而定。
根据本发明的另一方面,提供了上述的导电银浆的制备方法,该制备方法包括以下步骤:S1,将树脂A与溶剂A混合得到组分A,将树脂B与溶剂B混合得到组分B;S2,将组分A和组分B混合,然后加入银粉、光伏玻璃粉和任选的添加物,搅拌,得到糊状料;S3,将糊状料进行研磨处理,得到导电银浆。
通过该制备方法制备得到本发明提供的导电银浆,具有优秀的光电转化率,同时避免了含硅油导电银浆的缺陷。
在实际的操作中,优选地,为使上述的各组分更加充分地混合,技术人员可以根据需要对溶液进行升温、超声震荡或搅拌等操作处理。
在实际的操作中,优选地,S3中的研磨处理通过三辊研磨机进行。
优选地,上述导电银浆被研磨至其细度FOG<5μm。
根据本发明的又一方面,提供了上述的导电银浆或根据上述方法制备得到的导电银浆在太阳能电池片中的应用。
将该导电银浆应用于太阳能电池片中,得到的太阳能电池片具有良好的光电转化效率、形貌好、良率高,适用于市场化。
在实际的操作中,太阳能电池片可以通过本领域技术人员所熟知的常规技术进行制备得到。优选地,将所制备的银浆通过丝网印刷在已具有背面电极的硅片的正面,所用丝网印刷网版参数为480目/11μm线径/15μm纱厚/6μm膜厚/12μm开口。将印刷好的硅片在200~350℃烘干10~30秒,之后再经过400~950℃烧结30~60秒得到具有正背面电极的太阳能电池片。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
如前所述,在实际操作中,银粉和光伏玻璃粉的用量可以根据实际客户需求进行调整,在本发明的实施例1~3及对比例1~4中,为了比较有机载体和添加剂对于是否添加硅油对电池片性能的影响,采用的银粉和光伏玻璃粉的配比和组分保持一致。其中,具体的,银粉的粒径为D50=1.40μm,比表面积为0.44m2/g,形貌为球形;光伏玻璃粉的组成为PbO-Bi2O3-TeO2-WO-Li2O;硅油为道康宁PMX-200。
实施例1~3和对比例1~4制备得到的导电银浆配比如表1所示;其性能数据如表2所示。在实施例4~7中制备得到的导电银浆配比如表3所示;其性能数据如表4所示。
本发明中各实施例及对比例的导电银浆制备方法如下:
S1,将树脂A与溶剂A混合得到组分A,将树脂B与溶剂B混合得到组分B;S2,将组分A和组分B混合,然后加入银粉、光伏玻璃粉和添加物,搅拌,得到糊状料;S3,将糊状料通过三辊研磨机进行研磨处理,至FOG<5μm,得到导电银浆。
本发明中,各实施例及对比例制备得到的导电银浆性能测试方法如下:
光电转化效率、开路电压、短路电流及填充因子使用MAXWELL印刷测试一体机直接读取,测试网版480目/11μm线径/15μm纱厚/6μm膜厚/12μm开口,印刷速度500mm/s,回墨速度1200mm/s,采用SP(单次印刷工艺),每个浆料对应电池片测100片,数据取平均值。
线宽使用基恩士VHX-7000H数码显微系统测量,放大倍数200倍,每个浆料对应印刷烧结后电池片四片,每片取四个点,线宽为显微系统自动计算平均值。
焊接拉力使用拓博TOP-8801全自动光伏电池片剥离试验机测试,每个浆料对应印刷烧结后电池片六片,每片测电池片第2、5、8根主栅对应焊带,每条焊带测六区间最大剥离力,最后计算每组剥离力平均值即为焊接拉力。
栅线脱落比例采用抽检的方式,每个浆料对应印刷烧结后电池片抽取100片,用在线EL外观一体机ZQ500筛查异常片,使用基恩士VHX—7000H数码显微镜对异常片进行观察,发现栅线局部缺失情况即判为不合格,统计不合格数百分比为栅线脱落比例。
表1
表2
表3
表4
实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
光电转化效率(%) | 23.482 | 23.483 | 23.490 | 23.321 |
开路电压(mV) | 694.3 | 694.5 | 694.7 | 694.7 |
短路电流(A) | 13.805 | 13.821 | 13.830 | 13.835 |
填充因子(%) | 81.14 | 80.91 | 80.89 | 79.89 |
线宽(μm) | 25.9 | 25.5 | 25.4 | 25.1 |
焊接拉力(N) | 3.6 | 3.5 | 3.5 | 3.2 |
栅线脱落比例(%) | 0 | 0 | 0 | 0 |
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、对比例2和对比例3是常规含硅油的太阳能金属化银浆配方。对比例1完全去掉了硅油,结果表明在使用传统单一均相有机载体时,不添加硅油会使银浆制的太阳能电池片电性能大幅下降。其原理是,银粉表面包覆有有机物,其有机包覆物为各种长碳链化合物,属于疏水结构。当使用单一均相有机载体时,由于硅油和有机载体的不相容性,硅油会倾向于吸附和包裹在银粉表面。由于硅油本身具有一定的分子量和粘度,硅油对银粉的包裹并不是单分散的。分散在有机载体中的银粉和硅油处于微观团聚状态,这种团聚作用是银浆在印刷后能够保持良好塑形的关键,即对应更窄的线宽,更高的短路电流和光电转化效率。对比例1在使用相同有机载体,不添加硅油的条件下,银粉失去了硅油的团聚作用,印刷后栅线塑形坍塌,线宽拓宽,短路电流降低并导致光电转化效率降低。
2、对比例2和对比例3相比,硅油含量不同,本行业技术人员可根据不同的有机载体搭配不同的硅油含量获得接近的光电转换效率。但随着硅油添加量的增加,浆料印刷后的焊接拉力会随之降低,栅线脱落比例随之升高,直接影响下游太阳能电池片厂的生产良率。
3、实施例1~3是使用本发明描述的非均相有机载体在不添加硅油的情况下制备的浆料。结果表明,通过非极性或低极性组份A和高极性组份B的搭配制备的浆料,在印刷制得太阳能电池片后可以获得不低于含硅油浆料的光电转化效率。同时,栅线的焊接拉力明显提升,栅线脱落率显著降低。这是因为硅油作为一种表面张力极低的化合物,在浆料印刷过程中,会降低栅线对硅片绒面的浸润作用。如果印刷栅线在烘干前不能与硅片形成紧密接触,则烘干后栅线则会局部与硅片形成接触缺陷。在之后的烧结过程中,缺陷部位的玻璃粉和银粉无法充分浸润刻蚀硅片,最终导致脱栅和拉力降低。本发明制备的浆料因为不含有硅油,可以完全避免此问题。对比例1和对比例4拉力高和栅线脱落率的原因主要是受栅线宽度的影响。栅线宽度越宽代表其与硅片具有更大的接触面积,接触面积越大则越有利拉力的提升和栅线脱落率的下降。但栅线过宽会使短路电流降低,影响光电转换效率。
4、对比例4与实施例1对比,使用了相同配比的组份A和组份B,但额外添加了醇酯十二溶剂,目的是为了佐证本发明的作用机理。含硅油银浆的作用机理是利用硅油和有机载体的分相,使银粉在分散的同时还能发生局部团聚,从而达到提升栅线塑形的目的。本发明的机理本质上是模仿上述分相团聚的现象。本发明所选择的组份A是非极性或低极性体系,该体系同硅油一样可吸附并包裹在银粉表面。通过加入高极性的组份B,由于两种组份的不相溶性,使得银粉在有机相中分散的同时也具有局部团聚的状态。进而实现与含硅油体系相同的栅线塑形效果。对比例4中醇酯十二溶剂是一种同时可以和组份A以及组份B相溶的两亲溶剂。结果表明当加入该溶剂后,破坏了本发明所利用的分相团聚状态,导致浆料失去了良好的塑形能力,光电转化效率随之下降。对比例4从反面进一步证明了本发明能够替代含硅油浆料的作用机理。
5、实施例4~7列举了其它成分配比在本发明技术方案范围内的导电银浆,其均具有相对优秀的光电转化效率性能。但其中实施例7的具体配比在本发明的优选范围以外,因此其综合性能略差。
总之,根据本发明制备得到的导电银浆具有与含硅油导电银浆相当或略高的光电转化效率,且与之相比显著降低的栅线脱落比例和显著提高的焊接拉力,充分满足了市场化使用需求。
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,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (11)
1.一种导电银浆,其特征在于,所述导电银浆包括:银粉、光伏玻璃粉和有机载体;
其中,所述有机载体包括组分A和组分B;
其中,所述组分A包括溶剂A和溶于所述溶剂A中的树脂A,所述溶剂A为油水分配系数logP>8的碳氢溶剂;所述组分B包括溶剂B和溶于所述溶剂B中的树脂B,所述溶剂B为logP<3且表面张力>36dyne/cm的极性溶剂。
2.根据权利要求1所述的导电银浆,其特征在于,所述溶剂A为轻质石蜡油、重质石蜡油、石油溶剂油、角鲨烯、角鲨烷、煤油、柴油、石油基润滑油、合成或半合成机油的一种或多种;优选地,所述溶剂A为轻质石蜡油、重质石蜡油、角鲨烷、煤油中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的导电银浆,其特征在于,所述溶剂B为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙二醇苯醚、水杨酸乙酯、乙酰基水杨酸乙酯、N-羟乙基-2-吡咯烷酮中的一种或几种;优选地,所述溶剂B为邻苯二甲酸二甲酯、水杨酸乙酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电银浆,其特征在于,所述树脂A为萜烯树脂、Mw=400~6000的聚异丁烯、C5石油树脂、氢化C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、古马隆树脂、SBS树脂、SEBS树脂、DCPD石油树脂、氢化DCPD树脂中的一种或几种;优选所述树脂A为萜烯树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、聚异丁烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导电银浆,其特征在于,所述树脂B为乙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、纤维素乙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯中的一种或几种;优选地,所述树脂B为羟乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的导电银浆,其特征在于,在所述导电银浆中,所述银粉、所述光伏玻璃粉和所述有机载体的重量比为(88~90):(1.5~3):(6.5~10);
优选地,在所述有机载体中,所述组分A和所述组分B的重量比为(10~40):
(60~90);优选地,在所述组分A中,所述溶剂A和所述树脂A的重量比为(70~95):
(5~30);优选地,在所述组分B中,所述溶剂B和所述树脂B的比例为(70~95):
(5~30)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的导电银浆,其特征在于,所述银粉的表面具有有机包覆结构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的导电银浆,其特征在于,所述导电银浆还包括添加剂,所述添加剂为表面活性剂、流平助剂、润滑剂、填料中的一种或多种;优选地,所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或多种;更优选地,所述添加剂与所述银粉的重量比为(0.1~2):(88~90)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的导电银浆,其特征在于,所述光伏玻璃粉由以下方法制备得到:将玻璃粉前驱体经过熔炼、淬火、球磨,得到所述光伏玻璃粉;
其中,所述玻璃粉前驱体包括氧化铅、氧化铋、氧化碲和氧化钨;优选地,以所述玻璃粉前驱体的总重量计,所述氧化铅的重量含量为0.1~20%,所述氧化铋的重量含量为30~60%,所述氧化碲的重量含量为0.1~20%,所述氧化钨的重量含量≥5%;
优选地,所述氧化碲与所述氧化钨的重量比为(0.5:1)~(1.75:1);
优选地,所述玻璃粉前驱体还包括氧化钾、氧化钠、氧化锂、氧化钙、氧化镁、氧化锶、氧化钡、氧化镍、二氧化钛、三氧化二硼、二氧化硅、氧化锌、五氧化二磷中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的导电银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
S1,将树脂A与溶剂A混合得到组分A,将树脂B与溶剂B混合得到组分B;
S2,将所述组分A和所述组分B混合,然后加入银粉、光伏玻璃粉和任选的添加物,搅拌,得到糊状料;
S3,将所述糊状料进行研磨处理,得到所述导电银浆。
11.一种权利要求1至9中任一项所述的导电银浆或根据权利要求10制备得到的导电银浆在太阳能电池片中的应用。
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