CN116913576A - 导电浆料和异质结太阳能电池 - Google Patents

导电浆料和异质结太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了导电浆料和异质结太阳能电池，导电浆料包括导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂，所述热固化组分包括改性羟基聚丙烯酸树脂和封端聚异氰酸酯，其中，所述改性羟基聚丙烯酸树脂包括含氮基团，所述改性羟基聚丙烯酸树脂中所述含氮基团的含量为0.05mol/g‑0.2mol/g。由此，该导电浆料的导电性和附着力均较好，由该导电浆料形成的金属电极与太阳能电池的透明导电膜之间具有较低的界面势垒和界面接触电阻，使得太阳能电池的光电转换率较高。

Description

导电浆料和异质结太阳能电池
技术领域
本发明属于光伏技术领域，具体地，涉及导电浆料和异质结太阳能电池。
背景技术
异质结太阳能电池具有高转换效率、高背面发电增益、低衰减率、低温度系数、优异的弱光效应、匹配硅片超薄化、匹配微晶工艺等方面的技术优势，是当前太阳能行业提高转换效率和功率输出到最高水平的电池技术之一。近年来取得了较快的发展，其发电机理与其它太阳能电池相同，当太阳照射时，异质结太阳能电池中的pn结会吸收光子能量，进而激发电子跃迁，形成电子-空穴对，从而产生载流子，载流子通过异质结太阳能电池的透明导电膜(简称TCO)表面由导电浆料固化后形成的金属电极导出以被利用。对于异质结太阳能电池而言，电极对异质结电池效率的影响在于金属电极对电池片载流子的接收导出和金属电极自身对电能的消耗，而影响前者的关键因素为透明导电膜与导电浆料固化物接触质量，即TCO/金属电极界面接触质量，接触质量越好，在其它相同的条件下，所表现的电池光电转换效率越高。
行业内，为提升TCO/金属电极接触质量，研究人员做出了一定的努力，比如在导电浆料配方中加入银铟合金，从局部重掺的角度降低界面势垒，降低了载流子传输阻力，进而提高光转换效率，但该方法会牺牲电极本身的导电性；再比如通过加入由有机银盐或无机银盐、添加剂和溶剂组成的助剂，提升TCO/金属电极的接触质量，该方法对银盐的要求较高，银盐的加入会导致体系的银含量提升难度大，对金属电极本身导电不利；或者通过引入纳米银粉和混合硅烷偶联剂的措施，使得更多的银粉嵌入电池表面的绒面内，通过增加接触面积来提升接触质量，但纳米银制造成本较高，且分散难度较大。
发明内容
在本发明的一个方面，本发明提出了一种导电浆料，包括导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂，所述热固化组分包括改性羟基聚丙烯酸树脂和封端聚异氰酸酯，其中，所述改性羟基聚丙烯酸树脂包括含氮基团，所述改性羟基聚丙烯酸树脂中所述含氮基团的含量为0.05mol/g-0.2mol/g。由此，改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基可以与封端聚异氰酸酯中的异氰酸根发生交联反应生成聚氨酯，从而提高导电浆料的导电性能和附着力；改性羟基聚丙烯酸树脂中的含氮基团与透明导电膜中的羟基能够形成氢键，进而降低透明导电膜与金属电极之间的界面势垒。
根据本发明的实施例，所述含氮基团包括酰胺基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、氰基、偶氮基、吡咯、吡啶和咪唑中的至少之一。由此，改性羟基丙烯酸树脂中的含氮基团来源广泛，可以降低获取改性羟基丙烯酸树脂的成本。
根据本发明的实施例，所述热固化组分中所述改性聚丙烯酸树脂的羟基值与所述封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值为(0.8:1)-(1:0.8)。由此，改性聚丙烯酸树脂中的羟基和封端聚异氰酸酯中的异氰酸根可以较为充分地发生交联反应。
根据本发明的实施例，所述导电浆料中所述导电粉末、所述热固化组分、所述开环剂、所述溶剂和所述偶联剂的质量比为(70-99):(1-20):(0.1-10):(1.5-22):(0.1-1)。由此，可以获得流变性、附着力和导电性均优异的导电浆料。
根据本发明的实施例，所述导电粉末包括银粉末。由此，可以提升导电浆料的导电性能。
根据本发明的实施例，所述导电粉末进一步包括银包覆粉末，所述银粉末与所述银包覆粉末的质量比为(100:1)-(1:99)。由此，采用银包覆粉末与银粉末的混合粉末，在提升导电浆料导电性的同时，还可以降低导电粉末的成本。
根据本发明的实施例，所述导电粉末包括球形导电粉末和片状导电粉末。由此，球形导电粉末颗粒可以填充片状导电粉末颗粒之间的空隙，进一步提高导电浆料的导电性能。
根据本发明的实施例，所述球形导电粉末与所述片状导电粉末的质量比为(40:60)-(70:30)。由此，通过控制球形导电粉末与片状导电粉末的配比，可以获得流变性和黏度均较好的导电浆料。
根据本发明的实施例，所述片状导电粉末的Dv50为2μm-20μm，所述片状导电粉末的比表面积为0.1m2/g-2m2/g，所述片状导电粉末的振实密度为3g/cm3-10g/cm3；和/或，所述球形导电粉末的Dv50为0.1μm-10μm，所述球形导电粉末的比表面积为0.2m2/g-2m2/g，所述球形导电粉末的振实密度为1.5g/cm3-10g/cm3。由此，通过控制片状导电粉末和球形导电粉末的粒径、比表面和振实密度，可以使得片状导电粉末和球形导电粉末在导电浆料中分散均匀，提升导电浆料的流变性和导电性。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种异质结太阳能电池，包括采用前述的导电浆料形成的金属电极。由此，该异质结太阳能电池具有前述的导电浆料所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的异质结太阳能电池单元结构图。
附图标记说明：
11：硅基板；12：i型非晶硅层；13：p型非晶硅层；14：透明导电膜；15：金属电极；16：i型非晶硅层；17：n型非晶硅层；18：透明导电膜；19：金属电极。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识做出的：
通过在异质结太阳能电池的透明导电膜表面印刷导电浆料并固化后形成金属电极，金属电极可以接收和导出载流子。发明人发现，固化型的导电浆料固化后在异质结太阳能电池透明导电膜表面的附着力较差，主要在于导电浆料中的固化组分与透明导电膜的粘合力较差，进而导致金属电极与透明导电膜接触界面处的势垒和电阻均较大，以及金属电极自身对电能的消耗，制约了异质结太阳能电池的光电转换效率。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种导电浆料，该导电浆料包括导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂，其中热固化组分包括改性羟基聚丙烯酸树脂和封端聚异氰酸酯，其中改性羟基聚丙烯酸树脂包括含氮基团，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.05mol/g-0.2mol/g。由此，可以获得导电性能和附着力均较好的导电浆料。其中，导电粉末可以显著提高导电浆料的导电性能；溶剂可以调控导电浆料的黏度，有利于后续印刷工艺的进行；开环剂能够将偶联剂中的有机官能团打开并释放出羟基，羟基能够与异氰酸根结合生成具有氨酯键的聚氨酯，能够提升导电浆料的导电性和附着力；热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂可以与封端聚异氰酸酯发生交联反应，从而生成网状结构的聚氨酯，网状结构的聚氨酯在导电浆料固化过程中发生自身固化收缩，进而增大导电粉末颗粒之间的接触面积，提高导电浆料的导电性能和附着力，改性羟基聚丙烯酸树脂中的含氮基团与透明导电膜中的羟基能够形成氢键作用，在氢键作用的驱使下，导电浆料与透明导电膜之间的接触较紧密，当导电浆料固化形成金属电极后，可以降低透明导电膜与金属电极之间的界面势垒，降低透明导电膜与金属电极之间的界面接触电阻以及提高电子跃迁的速率，有效地增大异质结太阳能电池的光电转换效率。
总而言之，在本发明中，通过采用有机树脂改性导电浆料，在导电浆料固化形成金属电极后，金属电极中的含氮基团与透明导电膜中的羟基形成氢键作用，使得金属电极与透明导电膜的接触更为紧密，且金属电极与透明导电膜之间的界面垒势较低，电子在金属电极与透明导电膜之间界面跃迁的阻力较小，有效提升的电池光电转换效率。
为了便于理解，下面对于本发明中的导电浆料具有上述有益效果的原理进行说明：
发明人发现，改性羟基聚丙烯酸树脂与封端聚异氰酸酯可以发生交联反应生成聚氨酯，而该交联反应主要在于改性羟基丙烯酸树脂中的羟基与封端聚异氰酸酯中的异氰酸根发生逐步聚合或加成聚合生成氨酯键，具有氨酯键的分子之间会产生氢键作用，而氨酯键是均匀分散在导电浆料中，进而使导电浆料的附着力得到提升。
发明人还发现，由于透明导电膜的材料中存在羟基，当导电浆料被印刷到透明导电膜表面后，改性羟基聚丙烯酸树脂中的含氮基团能够与透明导电膜材料中的羟基形成氢键，在氢键的作用下，导电浆料可以牢固地附着在透明导电膜表面。当导电浆料固化形成金属电极后，可以减少透明导电膜与金属电极之间的界面接触电阻，有利于载流子在透明导电膜与金属电极之间的传输，有效地提高异质结太阳能电池的光电转换效率。
根据本发明的一些实施例，含氮基团的含量不受特别限制，例如，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量可以为0.05mol/g-0.2mol/g。当改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量小于0.05mol/g时，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量过少，导电浆料与透明导电膜之间的氢键作用较弱，金属电极与透明导电膜的界面接触电阻较大；当改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量大于0.2mol/g时，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团过多，过多的含氮基团会增大导电浆料的黏度，造成导电浆料的流变性变差，不利于采用印刷工艺形成金属电极；当改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.05mol/g-0.2mol/g时，含氮基团与透明导电膜材料中的羟基氢键作用较强，在氢键的作用下，导电浆料可以牢固地附着在透明导电膜表面，进而降低透明导电膜与金属电极之间的界面接触电阻，提高异质结太阳能电池的光电转换效率。
根据本发明的一些实施例，封端聚异氰酸酯可以利用聚异氰酸酯和多元醇反应合成而成，其中聚异氰酸酯的种类不受特别限制，例如，聚异氰酸酯可以包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯和三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的至少之一。多元醇的种类也不受特别限制，例如，多元醇可以包括聚醚多元醇类、聚酯多元醇类、聚碳酸酯多元醇类和聚亚烷基多元醇类中的至少之一。进一步地，封端聚异氰酸酯合成反应的封端剂不受特别限制，例如，封端剂可以包括咪唑类、酚类和肟类中的至少之一。
根据本发明的一些实施例，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的种类不受特别限制，含氮基团可以包括酰胺基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、氰基、偶氮基、吡咯、吡啶和咪唑中的至少之一。由此，含氮基团的来源广泛，可以降低改性羟基聚丙烯酸树脂的制造成本。
根据本发明的一些实施例，热固化组分中改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基值与封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值不受特别限制，例如，改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基值与封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值可以为(0.8:1)-(1:0.8)。当改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基值与封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值为(0.8:1)-(1:0.8)时，改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基与封端聚异氰酸酯的异氰酸根能够充分地发生交联反应；当改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基值与封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值小于0.8:1时，改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基与封端聚异氰酸酯的异氰酸根发生交联反应不充分，由此获得的导电浆料的附着力较差；当改性羟基聚丙烯酸树脂中的羟基值与封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值大于1:0.8时，封端聚异氰酸酯含量过少，不利于封端聚异氰酸酯的固化收缩促进导电粉末颗粒之间接触紧密的效果。
根据本发明的一些实施例，导电浆料中的导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂的质量比不受特别限制，例如，导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂的质量比可以为(70-99):(1-20):(0.1-10):(1.5-22):(0.1-1)，优选地，导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂的质量比可以为(80-98):(2-10):(0.2-5):(2-20):(0.1-1)。由此，可以得到导电性能优异的导电浆料，以及该导电浆料印刷后的成膜效果好，与透明导电膜具有较低的接触电阻，可以提升异质结太阳能电池的光电转换效率。
根据本发明的一些具体实施例，若导电浆料中的导电粉末过少，会降低导电浆料的导电性；若导电浆料中的导电粉末过多，导电粉末在导电浆料中较难分散均匀，容易产生导电粉末的二次团聚，导致导电浆料的流变性、流平性、硬度和附着力均较差。
根据本发明的一些具体实施例，若导电浆料中的热固化组分过少，一方面，改性羟基聚丙烯酸树脂和封端聚异氰酸酯发生交联反应的产物较少，无法有效提高导电浆料固化后的附着力，另一方面，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的数量也相应较少，含氮基团与透明导电膜材料中的羟基之间的氢键作用会减弱，导致金属电极与透明导电膜的界面接触电阻较大；若导电浆料中的热固化组分过多，过多的热固化组分占据导电粉末颗粒之间接触的空间，使得导电粉末颗粒之间的接触面积减少，造成导电浆料导电性下降。
根据本发明的一些具体实施例，若导电浆料中的开环剂过多，会增加导电浆料的黏度，不利于印刷工艺的进行；若导电浆料中的开环剂过少，会导致偶联剂的开环反应不充分，未开环的偶联剂难以与热固化组分发生交联反应，导致导电浆料的附着力较低。
根据本发明的一些具体实施例，若导电浆料中的溶剂过多，会降低导电浆料的黏度和成型能力，若溶剂过少，导电浆料的黏度会增大，从而使导电浆料的流变性和流动性均较差，不利于后续印刷工艺的进行。
根据本发明的一些具体实施例，若导电浆料中的偶联剂过多，过多的偶联剂需要较多的开环剂进行开环，过多的开环剂和偶联剂会占据导电粉末颗粒之间的空间，使得导电粉末之间的接触面积变小，进而导致导电浆料的导电性变差；若导电浆料中的偶联剂过少，浆料固化后形成的网状结构状聚氨酯与导电粉末和透明导电膜亲和作用小，使得聚氨酯通过自身固化收缩提高导电浆料的导电性和附着力的效果变差。
根据本发明的一些实施例，导电粉末包括银粉末。由此，银粉末使得导电浆料具有导电性。
根据本发明的一些实施例，导电粉末可以进一步包括银包覆粉末。由此，银包覆粉末代替部分银粉，降低导电浆料的制作成本。具体地，银包覆粉末的种类不受特别限制，例如，银包覆粉末可以包括银包覆铜粉末、银包覆铜合金粉末、银包覆镍粉末和银包覆铝粉末中的至少之一。
根据本发明的一些实施例，可以通过在金属粉末的表面包覆一层银以获得银包覆粉末，其中，银的包覆量不受特别限制，例如，银的包覆量可以为金属粉末质量的5％-30％，优选地，银的包覆量可以为金属粉末质量的6％-25％，更为优选地，银的包覆量可以为金属粉末质量的7.5％-20％。由此，既可以在金属粉末表面形成均匀的银包覆层，又可以降低制造成本。
可以理解的是，在本发明中，导电粉末可以仅包括银粉末，导电粉末也可以仅包括银包覆粉末，导电粉末还可以包括银粉末和银包覆粉末。本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
根据本发明的一些实施例，当导电粉末包括银粉末和银包覆粉末时，导电粉末中银粉末和银包覆粉末的质量比不受特别限制，例如，银粉末和银包覆粉末的质量比可以为(100:1)-(1:99)。由此，通过银粉和银包覆粉末的搭配使用，可以降低导电浆料的制造成本。
根据本发明的一些实施例，导电粉末的形状不受特别限制，例如，导电粉末包括球形导电粉末和片状导电粉末。具体地，球形导电粉末可以提升导电浆料的流变性；片状导电粉末可以使导电粉末颗粒之间进一步形成点-面接触和面-面接触，使得导电浆料的导电性获得提升。
需要说明的是，片状导电粉末的截面形状可以为长方形或近似于长方形，片状导电粉末可以为具有凹凸变形的片状结构。球形导电粉末的截面形状可以为圆形或近似于圆形，球形导电粉末可以为具有凹凸变形的球形结构。
根据本发明的一些实施例，球形导电粉末的制备方法不受特别限制，例如，球形导电粉末的制备方法可以包括湿式还原法、电解法和喷雾法中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，片状导电粉末的制备方法不受特别限制，例如，片状导电粉末的制备方法可以为将球形导电粉末作为原粉，对该原粉进行机械处理，以获得片状导电粉末。
根据本发明的一些实施例，球形导电粉末与片状导电粉末的质量比不受特别限制，例如，球形导电粉末与片状导电粉末的质量比可以为(40:60)-(70:30)。当球形导电粉末与片状导电粉末的质量比为(40:60)-(70:30)时，通过球形导电粉末和片状导电粉末的搭配使用，以提升导电浆料的流变性、流平性和导电性；当球形导电粉末与片状导电粉末的质量比小于40:60时，导电浆料中球形导电粉末的含量过少，导电浆料的流动性会变差，不利于后续印刷工艺的进行；当球形导电粉末与片状导电粉末的质量比大于70:30时，导电浆料中片状导电粉末的含量过少，导电粉末颗粒之间的接触面积较低，导致导电浆料导电性较差。
根据本发明的一些实施例，片状导电粉末的粒度不受特别限制，例如，片状导电粉末的Dv50可以为2μm-20μm。当片状导电粉末的Dv50为2μm-20μm时，片状导电粉末之间的接触面积较大，有利于形成导电通路，提高导电浆料的导电性；当片状导电粉末的Dv50小于2μm时，片状导电粉末的颗粒粒径过小，片状导电粉末在分散过程中会团聚，形成絮凝体，进而恶化导电浆料的导电性；当片状导电粉末的Dv50大于20μm时，片状导电粉末颗粒之间的间隙会被开环剂、热固化组分、溶剂和偶联剂的反应产物占据，不利于导电通路的形成。
根据本发明的一些实施例，片状导电粉末的振实密度不受特别限制，例如，片状导电粉末的振实密度可以为3g/cm3-10g/cm3。由此，前述振实密度范围下的片状导电粉末，能够提升导电浆料成膜的致密性，导电浆料印刷固化后形成的金属电极的电阻较小，有利于电流的传导，从而提升了异质结太阳能电池的光电转换率。
根据本发明的一些实施例，片状导电粉末的比表面不受特别限制，例如，片状导电粉末的比表面积可以为0.1m2/g-2m2/g3。当片状导电粉末的比表面积为0.1m2/g-2m2/g时，片状导电粉末之间的接触较为紧密，电子在片状导电粉末之间的传递路程短，提高了导电浆料的导电性；当片状导电粉末的比表面积小于0.1m2/g时，片状导电粉末的粒径较大，片状导电粉末之间存在较大的空隙，很难形成有效的接触，恶化导电浆料的导电性；当片状导电粉末的比表面积大于2m2/g3时，导电粉末的粒径较小，过小粒径的导电粉末在分散过程中容易发生团聚，造成导电浆料的导电性的下降。
根据本发明的一些实施例，球形导电粉末的粒度不受特别限制，例如，球形导电粉末的Dv50可以为0.1μm-10μm。当球形导电粉末的Dv50为0.1μm-10μm时，球形导电粉末之间接触面积较大，较易形成导电通路，提高导电浆料的导电性，当球形导电粉末的Dv50小于0.1μm时，球形导电粉末的颗粒粒径过小，球形导电粉末在分散过程中会团聚，形成絮凝体，进而恶化导电浆料的导电性，当球形导电粉末的Dv50大于10μm时，球形导电粉末颗粒之间的间隙会被开环剂、热固化组分、溶剂和偶联剂的反应产物占据，不利于导电通路的形成。
根据本发明的一些实施例，球形导电粉末的振实密度不受特别限制，例如，振实密度可以为1.5g/cm3-10g/cm3。由此，前述振实密度范围下的球形导电粉末，能够提升导电浆料成膜的致密性，导电浆料印刷固化后形成的金属电极的电阻较小，有利于电流的传导，从而提升异质结太阳能电池的光电转换率。
根据本发明的一些实施例，球形导电粉末的比表面不受特别限制，例如，球形导电粉末的比表面积可以为0.2m2/g-2m2/g3。当球形导电粉末的比表面积为0.2m2/g-2m2/g时，球形导电粉末之间的接触较为紧密，电子在球形导电粉末之间的传递路程短，提高了导电浆料的导电性；当球形导电粉末的比表面积小于0.2m2/g时，球形导电粉末的粒径较大，球形导电粉末之间存在较大的空隙，很难形成有效的接触，恶化导电浆料的导电性；当球形导电粉末的比表面积大于2m2/g3时，导电粉末的粒径较小，过小粒径的导电粉末在分散过程中容易发生团聚，造成导电浆料的导电性的下降。
根据本发明的一些实施例，开环剂的种类不受特别限制，例如，开环剂的种类可以包括含氮原子的阳离子开环剂和含氟原子的阳离子开环剂。具体地，含氮原子的阳离子开环剂可以包括咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑等咪唑类；含氟原子的阳离子开环剂可以包括三氟化硼乙基醚、三氟化硼苯酚、三氟化硼哌啶、乙酸三氟化硼、三氟化硼单甲基胺、三氟化硼单乙基胺、三氟化硼三乙醇胺和三氟化硼单乙醇胺中的至少之一。由此，开环剂的种类来源广泛，可选种类较多，可以降低导电浆料的制作成本。
根据本发明的一些实施例，溶剂的种类不受特别限制，例如，溶剂可以包括饱和烃类、芳香族系烃类、二醇醚(溶纤剂)类、二醇醚类、二醇醚类的乙酸酯、醇类、酮类和酯类中的至少之一。具体地，饱和烃类包括己烷等饱和烃类；芳香族系烃类包括甲苯等芳香族系烃类；二醇醚(溶纤剂)类包括乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和丁基溶纤剂乙酸酯；二醇醚类包括二乙二醇二乙基醚或丁基卡必醇(二乙二醇单丁基醚)；二醇醚类的乙酸酯包括二乙二醇丁醚乙酸酯或卡必醇丁醚乙酸酯；醇类包括二丙酮醇、松油醇或苯甲醇；酮类包括环己酮或甲基乙基酮；酯类包括DBE、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酯。由此，溶剂的可选种类较多，有效地降低导电粉末的制作成本。
根据本发明的一些实施例，偶联剂的种类不受特别限制，例如，偶联剂可以包括含环氧基团的硅烷偶联剂。由此，硅烷偶联剂中具有环氧官能团和硅烷基，当硅烷偶联剂环氧官能团被开环剂开环后可以产生羟基基团，其中释放出的羟基能够与异氰酸根结合生成聚氨酯，提升导电浆料的导电性和附着力，硅烷基在溶剂中会发生水解生成硅醇，而透明导电膜材料一般为金属镀层或金属氧化镀层，硅醇则会与透明导电膜中的无机物质结合形成硅氧烷，进一步提升导电浆料与透明导电膜的结合力。
根据本发明的一些实施例，导电浆料进一步还可以包括添加剂，添加剂可以包括流平剂、抗氧化剂、消泡剂和黏度调节剂。
根据本发明的一些实施例，制备导电浆料的方法可以包括以下步骤：先将热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂混合搅拌并加热，以获得高分子树脂，再将导电粉末与高分子树脂搅拌混和，之后进行研磨轧制，以获得导电浆料。其中，搅拌的装置包括行星搅拌机，研磨轧制的装置包括三辊研磨机。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种异质结太阳能电池，包括采用前述导电浆料形成的金属电极。由此，该异质结太阳能电池具有前述的导电浆料所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。
根据本发明的一些实施例，通过印刷工艺在半导体基板上印刷导电浆料，固化后形成金属电极。其中，印刷工艺不受特别限制，例如，印刷工艺可以包括丝网印刷法、凹版印刷法、胶版印刷法、喷墨法、分配器法和浸渍法中的至少之一。
可以理解的是，由于本发明的导电浆料具有优异的过网性能，当采用丝网印刷工艺印刷导电浆料时，可以获得几何形状和厚度均可控的金属电极，提高丝网印刷工艺的操作可控性，以及提升了固化后的金属电极的稳定性。
根据本发明的一些实施例，参考图1，异质结太阳能电池包括n型单晶硅基板11、i型非晶硅层12、p型非晶硅层13、透明导电膜14、金属电极15、i型非晶硅层16、n型非晶硅层17、透明导电膜18、金属电极19。具体地，通过沉积工艺在n型单晶硅基板11的表面(光接收面)沉积p型非晶硅层13，在p型非晶硅层13与n型单晶硅基板11的界面处通过沉积工艺形成i型非晶硅层12，而后在p型非晶硅层13的表面沉积一层透明导电膜14，相应地，通过沉积工艺在n型单晶硅基板11的背光面(非光接收面)沉积n型非晶硅层17，在n型非晶硅层17与n型单晶硅基板11的界面处通过沉积工艺形成i型非晶硅层16，而后在n型非晶硅层17的表面沉积一层透明导电膜18，进一步地，在透明导电膜14或18的外表面上分别通过印刷工艺印刷导电浆料，以形成金属电极15或19。其中，i型非晶硅层12或16可以降低异质结界面的缺陷，提高异质结太阳能电池的界面特性。
根据本发明的一些实施例，透明导电膜包括氧化铟锡、氧化铟钨和氧化铟锌中的至少一种。
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的热固化组分、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆，其中2.5g热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂含量为1.2g，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.1mol/g。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
实施例2
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的热固化组分、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆，其中2.5g热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂含量为1.2g，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.05mol/g。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
实施例3
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的热固化组分、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆，其中2.5g热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂含量为1.2g，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.2mol/g。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
实施例4
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的热固化组分、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆，其中2.5g热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂含量为1.35g，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.05mol/g。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
实施例5
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的热固化组分、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆，其中2.5g热固化组分中的改性羟基聚丙烯酸树脂含量为1.35g，改性羟基聚丙烯酸树脂中含氮基团的含量为0.08mol/g。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
对比例1
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、2.5g的双酚类环氧树脂、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
对比例2
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、1.5g的羟基丙烯酸树脂、1g的封端聚异氰酸酯、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
对比例3
导电浆料的制备：将65g的球形导电粉末、27g的片状导电粉末、4.9g的二乙二醇丁醚乙酸酯、0.3g的阳离子固化剂和0.5g的偶联剂采用行星搅拌式脱泡机进行混合，并通过三辊研磨机进行研磨，以获得导电性银浆。
异质结太阳能电池单元：调节丝网印刷机的刮刀压力为0.18MPa，异质结按照太阳能电池单元的设计的图案，在透明导电膜(氧化铟锡)/硅基板上通过印刷工艺印刷导电浆料，在温度为170℃干燥导电浆料，继续升温至200℃使导电浆料固化形成金属电极，以获得异质结太阳能电池单元。
对前述实施例1-5和对比例1-3中获得的异质结太阳能电池单元进行如下测试，测试结果见表1。
(1)利用太阳能电池单元IV测试系统进行开路电压、短路电流、填充因子、串联电阻和光电转换效率的测试。
(2)采用3M-600剥离胶带进行附着力的测试，以剥离胶带剥离电极时与透明导电膜是否脱附来判定附着力测试通过情况。
表1
由上表可知，采用本发明的导电银浆在异质结太阳能电池透明导电膜表面形成的金属电极，太阳能电池的串联电阻较小，光电转换效率较高。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种导电浆料，其特征在于，包括导电粉末、热固化组分、开环剂、溶剂和偶联剂，所述热固化组分包括改性羟基聚丙烯酸树脂和封端聚异氰酸酯，其中，所述改性羟基聚丙烯酸树脂包括含氮基团，所述改性羟基聚丙烯酸树脂中所述含氮基团的含量为0.05mol/g-0.2mol/g。
2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述含氮基团包括酰胺基、伯氨基、仲氨基、叔氨基、氰基、偶氮基、吡咯、吡啶和咪唑中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述热固化组分中所述改性羟基聚丙烯酸树脂的羟基值与所述封端聚异氰酸酯的异氰酸根值的比值为(0.8:1)-(1:0.8)。
4.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料中所述导电粉末、所述热固化组分、所述开环剂、所述溶剂和所述偶联剂的质量比为(70-99):(1-20):(0.1-10):(1.5-22):(0.1-1)。
5.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末包括银粉末。
6.根据权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末进一步包括银包覆粉末，所述银粉末与所述银包覆粉末的质量比为(100:1)-(1:99)。
7.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末包括球形导电粉末和片状导电粉末。
8.根据权利要求7所述的导电浆料，其特征在于，所述球形导电粉末与所述片状导电粉末的质量比为(40:60)-(70:30)。
9.根据权利要求7所述的导电浆料，其特征在于，所述片状导电粉末的Dv50为2μm-20μm，所述片状导电粉末的比表面积为0.1m2/g-2m2/g，所述片状导电粉末的振实密度为3g/cm3-10g/cm3；
和/或，所述球形导电粉末的Dv50为0.1μm-10μm，所述球形导电粉末的比表面积为0.2m2/g-2m2/g，所述球形导电粉末的振实密度为1.5g/cm3-10g/cm3。
10.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括采用权利要求1-9任一项所述的导电浆料形成的金属电极。
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