CN115477896B - 一种涂层液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂层液及其制备方法和应用，所述涂层液包括如下组分：液态硅树脂、乙烯基硅油、催化剂和有机溶剂。本发明所述涂层液，以液态硅树脂为乙烯基硅油的载体，利用有机硅低表面能物理特性，完成网版在更窄线宽印刷过程中不易被堵网，达到窄线宽印刷，实现降低正银单耗和提升电池极片效率的目的。

Description

一种涂层液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及网版印刷技术领域，尤其涉及一种涂层液及其制备方法和应用。
背景技术
太阳能是一种清洁的可再生能源，以光伏效应为基础的太阳电池有着广泛应用前景。其中，丝网印刷电池的制作工艺在高效、低成本太阳电池的研究和生产中有着重要的地位。为降低正银网版印刷副栅线线宽，减少副栅线银浆遮光面积，从而实现转化效率提升，网版设计线宽变窄是目前光伏行业一种趋势。伴随着线宽变窄的问题是印刷难度增加，常见印刷不良现象出现频次增多。在太阳能电池中体现为欧姆接触变差，从而降低电池片性能。
CN104371334A公开了一种透明液体硅橡胶组合物，其公开的透明液体硅橡胶组合物包括如下质量分数的组分：端乙烯基聚二甲基硅氧烷50～80份、乙烯基MQ硅树脂20～40份、甲基氢MQ硅树脂1～20份、含氢硅油0.1～10份、抑制剂0.01～1份和铂金催化剂0.1～1份，其公开的全透明液体硅橡胶组合物具有高硬度、高强度、伸长率高的特点，可应用于LED封装、太阳能电池的封装、高透明耳塞、高透明鼻托、及高透明垫片等领域，其虽然公开了硅树脂、硅油和铂金催化剂的组合，但是所得硅橡胶组合物用于电池的封装领域。
CN111516368A公开了一种聚酰亚胺太阳能网版，网版包括网框和聚酯丝网、热熔胶膜层、不锈钢丝网、聚酰亚胺膜，所述聚酯丝网绷设在网框的底部，聚氨酯丝网为回字形，聚氨酯丝网回字形中心为不锈钢丝网，聚酰亚胺膜固定在不锈钢丝网的底面上，聚酰亚胺膜与不锈钢丝网之间设有高分子粘合剂层，聚酰亚胺膜上设有多个线槽，线槽组成印刷图案；所述热熔胶膜层的四角为弧形角；所述线槽采用激光镭射机经过激光加工工艺成型。但是其公开的太阳能网版未实现窄线宽。
综上所述，开发一种能实现窄线宽印刷的涂层液至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种涂层液及其制备方法和应用，所述涂层液应用在网版印刷中，可以实现窄线宽印刷，提升电池极片效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种涂层液，所述涂层液包括如下组分：液态硅树脂、乙烯基硅油、催化剂和有机溶剂。
同等网版参数下，缩窄网版开口线宽会出现断栅和虚印等不良，从而限制网版开口进一步降低，不能实现更窄线宽达到降低正银单耗和提升电池正面的受光面积，本发明所述涂层液，以液态硅树脂为乙烯基硅油的载体，利用有机硅低表面能物理特性，完成网版在更窄线宽印刷过程中不易被堵网，达到窄线宽印刷，实现降低正银单耗和提升效率目的。
优选地，所述涂层液按照重量份数包括如下组分：液态硅树脂40-60份，乙烯基硅油15-25份，催化剂0.05-0.2份和有机溶剂400-500份。
特定配比下的液态硅树脂和乙烯基硅油相互配合，液态硅树脂配比过多会导致浆料透过性变差，无法实现窄线宽印刷，乙烯基硅油配比过多导致涂层固化效果变差，发生硅迁移到银浆，污染电池片，因此合适配比下能最大化实现窄线宽印刷。
所述液态硅树脂的重量份数为40-60份，例如42份、44份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份等。
所述乙烯基硅油的重量份数为15-25份，例如16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份等。
所述催化剂的重量份数为0.05-0.2份，例如0.06份、0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.16份、0.18份等。
所述有机溶剂的重量份数为400-500份，例如410份、420份、430份、44份、450份、460份、470份、480份、490份等。
优选地，所述液态硅树脂包括甲基MQ硅树脂和/或乙烯基MQ硅树脂。
优选地，所述乙烯基硅油包括乙烯基聚二甲基硅氧烷和/或聚甲基乙烯基硅氧烷。
优选地，所述催化剂包括铂金催化剂。
本发明优选铂金催化剂的原因在于铂金催化剂可以将乙烯基硅油固定在网版表面，增加涂层的附着力。
优选地，所述有机溶剂包括乙酸乙酯和/或甲苯。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的涂层液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将有机溶剂、液态硅树脂和乙烯基硅油搅拌混合25-35min(例如26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min等)后，与催化剂搅拌混合10-20min(例如1min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min等)，得到所述涂层液。
第三方面，本发明提供一种涂层，所述涂层的制备原料包括第一方面所述的涂层液；所述涂层的厚度小于1μm，例如0.9μm、0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm、0.4μm、0.3μm、0.2μm、0.1μm、0.05μm等。
优选地，所述涂层的厚度为0.1-0.5μm，例如0.4μm、0.3μm、0.2μm、0.1μm、0.05μm等。
第四方面，本发明提供一种第三方面所述的涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将第一方面所述的涂层液涂覆于网版印刷区域，在150-220℃(例如160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃等)下固化5-20min(例如6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min等)，得到所述涂层。
第五方面，本发明提供一种网版，所述网版包括第四方面所述的涂层。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述涂层液，以液态硅树脂为乙烯基硅油的载体，利用有机硅低表面能物理特性，完成网版在更窄线宽印刷过程中不易被堵网，达到窄线宽印刷，实现降低正银单耗和提升电池片效率的目的，性能优异，其中，所述短路电流在18.034A以上，而且线宽在41.10μm以下，线高在14.77μm以上，高宽比在35.9％以上，电池片效率在23.186％以上，相对于空白对比例，提升了至少0.05％。
附图说明
图1是应用例1所述正银网版的结构示意图；
图2是应用例1所述涂层的放大结构示意图；
1-网框；2-网纱；3-正银网版印刷区域。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种涂层液，所述涂层液按照重量份数包括如下组分：液态硅树脂50份(甲基MQ硅树脂，购于深圳市吉鹏硅氟材料有限公司，牌号为5201P)，乙烯基硅油20份(乙烯基聚二甲基硅氧烷，购于广州康仑喜化工科技有限公司，牌号为KX-220)，铂金催化剂0.1份(购于东莞市众鑫有机硅材料有限公司)和有机溶剂450份(质量比为1:1的乙酸乙酯和甲苯，购于南京润升石化有限公司)。
上述涂层液的制备方法包括如下步骤：
将有机溶剂、液态硅树脂和乙烯基硅油混合，使用高速分散机以1800rpm/min转速搅拌30min后停止搅拌加入铂金催化剂，继续搅拌15min停止，静止1h。
实施例2
本实施例提供一种涂层液，所述涂层液按照重量份数包括如下组分：液态硅树脂40份(乙烯基MQ硅树脂，购于上海晏迪新材料科技有限公司，牌号为YDSR9070)，乙烯基硅油25份(聚甲基乙烯基硅氧烷，购于湖北鑫鸣泰化学有限公司)，铂金催化剂0.05份(购于东莞市众鑫有机硅材料有限公司)和有机溶剂400份(质量比为1:1的乙酸乙酯和甲苯，购于南京润升石化有限公司)。
上述涂层液的制备方法包括如下步骤：
将有机溶剂、液态硅树脂和乙烯基硅油混合，使用高速分散机以1500rpm/min转速搅拌25min后停止搅拌加入铂金催化剂，继续搅拌20min停止，静止1h。
实施例3
本实施例提供一种涂层液，所述涂层液按照重量份数包括如下组分：液态硅树脂60份(质量比为2:1的甲基MQ硅树脂和乙烯基MQ硅树脂，其中，甲基MQ硅树脂购于深圳市吉鹏硅氟材料有限公司，牌号为5201P，乙烯基MQ硅树脂购于上海晏迪新材料科技有限公司，牌号为YDSR907)，乙烯基硅油15份(质量比为1:2的乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚甲基乙烯基硅氧烷，其中，乙烯基聚二甲基硅氧烷购于广州康仑喜化工科技有限公司，牌号为KX-220，聚甲基乙烯基硅氧烷购于湖北鑫鸣泰化学有限公司)，铂金催化剂0.2份(购于东莞市众鑫有机硅材料有限公司)和有机溶剂600份(质量比为1:1的乙酸乙酯和甲苯，购于南京润升石化有限公司)。
上述涂层液的制备方法包括如下步骤：
将有机溶剂、液态硅树脂和乙烯基硅油混合，使用高速分散机以2000rpm/min转速搅拌35min后停止搅拌加入铂金催化剂，继续搅拌10min停止，静止1h。
实施例4-7
实施例4-7与实施例1的区别在于液态硅树脂的重量份数分别为40份、60份、30份和70份，其余均与实施例1相同。
实施例8-11
实施例8-11与实施例1的区别在于乙烯基硅油的重量份数分别为15份、25份、10份和30份，其余均与实施例1相同。
应用例1
本应用例提供一种涂层，所述涂层的制备原料为实施例1所述的涂层液，厚度为0.5μm。
上述涂层的制备方法包括如下步骤：
将所述涂层液采用刮膜器涂覆在正银网版印刷区域3(正银网版结构示意如图1所示，由网框1和网纱2组成)，然后放入180℃恒温固化箱，固化10min，得到所述网版印刷的涂层，放大结构示意图如图2所示。
应用例2
本应用例提供一种涂层，所述涂层的制备原料为实施例2所述的涂层液，厚度为0.9μm。
上述涂层的制备方法包括如下步骤：
将所述涂层液采用刮膜器涂覆在网版印刷区域，然后放入220℃恒温固化箱，固化5min，得到所述网版印刷的涂层。
应用例3
本应用例提供一种涂层，所述涂层的制备原料为实施例3所述的涂层液，厚度为0.1μm。
上述涂层的制备方法包括如下步骤：
将所述涂层液采用刮膜器涂覆在网版印刷区域，然后放入150℃恒温固化箱，固化20min，得到所述网版印刷的涂层。
应用例4-11
应用例4-11与应用例1的区别在于所述涂层的制备原料分别为实施例4-11所述的涂层液，其余均与应用例1相同。
性能测试
将应用例1-11所述涂层和空白对比例(不做涂层处理的网版)进行如下测试：
(1)线宽、线高：使用ZETA 3D显微镜测试电池片副栅线宽和线高。
(2)电池片转换效率：使用Halm测试机测试电池片效率；
除此之外，表1中各项参数分别代表的是：Qty：测试电池片数量Isc：短路电流；Uoc：开路电压；FF：填充因子；Rs：串联电阻；Rsh：并联电阻；IRev2：反向电流；Eta：电池片转换效率。
测试结果汇总于表1-2中，其中表1-表2中。
表1
表2
分析表1和表1数据可知，本发明所述涂层液用于网版印刷时，在浆料透过网版图案孔过程中，由于有机硅低表面能特性，浆料不易在网孔堵料，从而实现窄线宽印刷，提高电池片效率，性能优异，其中，所述短路电流在18.034A以上，而且线宽在41.10μm以下，线高在14.77μm以上，高宽比在35.9％以上，电池片效率在23.186％以上，相对于空白对比例，提升了至少0.05％。
分析应用对比例1与应用例1可知，应用对比例1性能不如应用例1，证明乙烯基硅油和液态硅树脂发挥协同作用，能够实现窄线宽印刷，提高电池片效率。
分析应用例4-7可知，应用例6-7性能不如应用例4-5，证明液态硅树脂的重量份数在40-60份范围内所得涂层液形成的涂层综合性能更佳。
分析应用例8-11可知，应用例10-11性能不如应用例8-9，证明乙烯基硅油的重量份数在15-25份范围内所得涂层液形成的涂层综合性能更佳。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (5)

1.一种用于窄线宽印刷的涂层液，其特征在于，所述涂层液按照重量份数包括如下组分：液态硅树脂40-60份，乙烯基硅油15-25份，催化剂0.05-0.2份和有机溶剂400-500份；
所述催化剂包括铂金催化剂；
所述涂层液用于网版印刷时，线宽在41.10μm以下，线高在14.77μm以上，高宽比在35.9％以上；
所述液态硅树脂包括甲基MQ硅树脂和/或乙烯基MQ硅树脂；
所述乙烯基硅油包括乙烯基聚二甲基硅氧烷和/或聚甲基乙烯基硅氧烷；
所述有机溶剂包括乙酸乙酯和/或甲苯。
2.一种根据权利要求1所述的涂层液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将有机溶剂、液态硅树脂和乙烯基硅油搅拌混合25-35min后，与催化剂搅拌混合10-20min，得到所述涂层液。
3.一种涂层，其特征在于，所述涂层的制备原料包括权利要求1所述的涂层液；所述涂层的厚度小于1μm。
4.一种根据权利要求3所述的涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将权利要求1所述的涂层液涂覆于网版印刷区域，在150-220℃下固化5-20min，得到所述涂层。
5.一种网版，其特征在于，所述网版包括权利要求3所述的涂层。
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