CN118016344B - 一种hjt用银浆及其制备方法 - Google Patents
一种hjt用银浆及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118016344B CN118016344B CN202410411729.1A CN202410411729A CN118016344B CN 118016344 B CN118016344 B CN 118016344B CN 202410411729 A CN202410411729 A CN 202410411729A CN 118016344 B CN118016344 B CN 118016344B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- epoxy resin
- epoxy
- silver
- silver paste
- hjt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 62
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 37
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 13
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 claims description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 7
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- HHRACYLRBOUBKM-UHFFFAOYSA-N 2-[(4-tert-butylphenoxy)methyl]oxirane Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OCC1OC1 HHRACYLRBOUBKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 2-[[2,2-dimethyl-3-(oxiran-2-ylmethoxy)propoxy]methyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCC(C)(C)COCC1CO1 KUAUJXBLDYVELT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOCC RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NPKKFQUHBHQTSH-UHFFFAOYSA-N 2-(decoxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCCCCCCCOCC1CO1 NPKKFQUHBHQTSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QNYBOILAKBSWFG-UHFFFAOYSA-N 2-(phenylmethoxymethyl)oxirane Chemical compound C1OC1COCC1=CC=CC=C1 QNYBOILAKBSWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UUODQIKUTGWMPT-UHFFFAOYSA-N 2-fluoro-5-(trifluoromethyl)pyridine Chemical compound FC1=CC=C(C(F)(F)F)C=N1 UUODQIKUTGWMPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 5K8XI641G3 Chemical compound CCC1=NC=C(C)N1 ULKLGIFJWFIQFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 2
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940019778 diethylene glycol diethyl ether Drugs 0.000 claims description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N ethyl butylhexanol Natural products CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004658 ketimines Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N n-hexadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 claims description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 2
- ZWLIYXJBOIDXLL-UHFFFAOYSA-N decanedihydrazide Chemical compound NNC(=O)CCCCCCCCC(=O)NN ZWLIYXJBOIDXLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 3
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013035 low temperature curing Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 241000604739 Phoebe Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N dichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)Cl JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Abstract
本发明的一种HJT用银浆及其制备方法,属于导电银浆制备技术领域。银浆包括如下组分(以质量百分比计算):银粉85%‑91%、低熔点合金粉2‑4%、改性环氧树脂1‑2%,固化剂0.2‑0.5%、稀释剂3‑8%、其余助剂0.3‑1.0%。本发明所制备的银浆拉力高、附着力好且大大降低银粉间接触电阻和银与粘结相直接的电阻,同时大大提高了整个体系的导电率,可做到在不使用纳米银粉、且可适当降低银含量的情况下完全可满足使用要求。另外因为合金粉内Sn元素的导入,在后期焊接附着力方面会很明显的提高。
Description
技术领域
本发明属于导电银浆制备技术领域,具体来说是一种HJT用银浆及其制备方法。
背景技术
光伏电池可分为晶硅电池和薄膜电池两大类,在降本增效的发展本质的引导下,光伏电池技术在不断快速迭代着。2017年之前,主要采用铝背场BSF电池的解决方案,随着PERC电池的成熟,光伏电池技术开始了由多晶向单晶的转变。之后紧接着N型TOPCon电池逐渐替代PERC成为主流。其中HJT电池再以晶硅电池和薄膜电池的双重加持下,凭借工艺流程短、良率低、碎片率低、无LID与PID低衰减、温度系数低、双面率高、弱光效应等优势得到了重点关注。作为HJT电池的电极材料,目前采用低温固化型环氧树脂和银粉等制成,通过丝印形成电极,其中异质结电池HJT 中文名称为本征薄膜异质结电池,英文名称缩写为HJT(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)。
现有的HJT导电银浆通常存在以下不足:
(1)拉力低:电池浆料采用高温烧结,银粉间熔融互连形成导电相,玻璃粉高温下熔银并刻蚀硅板,形成可靠连接点结,进而具有高的导电率、高的附着力。从而可完全没满足后期苛刻的可靠性测试。而低温银浆采用200℃进行固化成型,没有银粉烧结过程,银粉之间、银浆与基材之间依靠有机树脂相进行粘接,同时HJT硅片上TCO薄膜因为表面光滑、比表面积小,常规的环氧树脂固化体系很难进行浸润、形成铆钉而造成高附着力,另外环氧树脂固化物本身内聚力较高、固化刚性大,因此电池片厂家要求的1N附着力对HJT银浆都是很大对挑战;
(2)成本高:为了形成良好的有效接触、因为对HJT用银浆对电阻率要求在<7×10-6Ω.cm,由于树脂的残留,低温固化的要求,因此对银粉的活性要求极高,目前主要采用球状或片球状银粉,利用高填充(都在91%以上)以及纳米银粉的解决方案进行,而该方案的价格成本高,这也是HJT规模化推广的主要阻力之一。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有的导电银浆存在拉力低和成本高的问题。
2.技术方案
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
本发明的一种HJT用银浆,包括如下组分(以质量百分比计算)
银粉85%-91%、低熔点合金粉2-4%、改性环氧树脂1-2%,固化剂0.2-0.5%、稀释剂3-8%、其余助剂0.3-1.0%。
优选地,所述银粉包括Ag-a和Ag-b的球型粉,所述Ag-a的D50为0.8-1.1μm,所述Ag-b的D50为2.5-3.2μm,所述Ag-a和Ag-b的比例为1:1~1:3。
优选地,所述低熔点合金粉为GaInSn合金或GaInSnZn合金。
优选地,所述改性环氧树脂为环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧Epoxy-c树脂中的任意一种,所述环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧树脂Epoxy-c为采用硅烷偶联剂KH-550以及端羟基聚二甲基硅氧烷进行改性处理所得。
优选地,所述环氧树脂Epoxy-a的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将双酚A环氧树脂E51树脂溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃;将端羟基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂KH-550及催化剂二月桂酸二丁基锡缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-a。
优选地,所述环氧树脂Epoxy-b的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将橡胶改性环氧树脂KR-208溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃,将端羟基聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂KH-550及催化剂二月桂酸二丁基锡,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-b。
优选地,所述环氧树脂Epoxy-c的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将聚氨酯改性环氧树脂UME-330溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃,将端羟基聚二甲基硅氧烷与硅烷偶联剂KH-550及催化剂二月桂酸二丁基锡,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-c。
优选地,所述固化剂为双氰胺、癸二酸二酰肼、酮亚胺、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、酸酐固化剂中至少一种;所述稀释剂包括活性稀释剂和非活性稀释剂,所述活性稀释剂为叔丁基苯基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、甲氧基聚乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种;非活性稀释剂为丁基卡必醇、松油醇、十二碳醇酯、十六碳醇酯、二乙二醇乙醚醋酸酯中的至少一种;所述其余助剂包含流平剂和硅烷偶联剂、触变剂,所述流平剂为BYK-110、BYK-111、 BYK-2163、BYK-9076、BYK-161、Duomeen TDO、ED-420、ED-120中的至少一种;所述硅烷偶联剂包括氨基硅烷和环氧基硅烷;所述触变剂为BYK-410、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、膨润土、气相二氧化硅中的至少一种。
一种HJT用银浆的制备方法,所述方法包括如下步骤
S1、将稀释剂放入加热搅拌器内,温度保持在50℃,缓慢加入改性环氧树脂,在15rpm搅拌速度下,搅拌5小时,树脂和溶剂进行充分溶解,形成均一稳定的液体,静止12小时待用;
S2、将步骤S1所得的产物和银粉、低熔点合金、固化剂、助剂投入形星搅拌器,在20rpm的转速下进行分散得到膏状物;
S3、将步骤S2得到的膏状物采用三辊机进行强分散7-8次得到所述银浆。
优选地,所述步骤S2中加入银粉需分两次加入,先投入50%的银粉,搅拌15分钟后再投入剩余50%银粉。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明所制备的银浆拉力高、附着力好且大大降低银粉间接触电阻和银与粘结相直接的电阻,同时大大提高了整个体系的导电率,可做到在不使用纳米银粉、且可适当降低银含量的情况下完全可满足使用要求。另外因为合金粉内Sn元素的导入,在后期焊接附着力方面会很明显的提高。
附图说明
图1为对实施例1进行附着力测试的拉力测试曲线;
图2为对实施例1进行固化温度测试的差示扫描量热曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
下列实施例所用到的原料的具体来源如下:
环氧树脂E-51、KR-208、UME-330环氧树脂购于昆山国都化学;
硅烷偶联剂KH-550购于南京锘建新材料有限公司;
端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)购于陶氏道康宁,具体为陶氏道康宁XIAMETER ®PMX-0156;
其他稀释剂类采购与阿拉丁试剂网;
助剂类主要购于毕克化学;
“GaInSnZn合金”和“GaInSn”合金均购于湖南中材盛特新材料科技有限公司;
GaInSn合金:黏度4200mPa·s,导电率4 X 106 S/m,热导率>25W/m·K;
GaInSnZn合金:黏度4200mPa·s,导电率4X 106 S/m,热导率>30W/m· K;
实施例1-7中所用的固化剂为adeka艾迪科(中国) 牌号:EH-3636AS;
流平剂为日本楠木化成:ED-420;
触变剂为海明斯德谦:THIXATROL MAX;
稀释剂为非活性稀释剂和活性稀释剂的混合物,其中非活性稀释剂为陶氏化学:二乙二醇丁醚醋酸酯BCA,活性稀释剂为安徽新远科技股份有限公司新戊二醇二缩水甘油醚和叔丁基苯基缩水甘油醚,其中二乙二醇丁醚醋酸酯BCA、新戊二醇二缩水甘油醚和叔丁基苯基缩水甘油醚的比例为2:1:1。
此外,所用的Ag-a的D50为1μm;Ag-b的D50为3μm。
实施例1
本实施例及后续实施例所选用的环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧树脂Epoxy-c分别制备流程如下:
(1)环氧树脂Epoxy-a的制备:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,用甲苯溶好双酚A环氧树脂E51树脂200g、匀速搅拌加热至105℃、端羟基聚二甲基硅氧烷 40g与硅烷偶联剂KH-55010g及催化剂二月桂酸二丁基锡2g,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将产品减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-a;
(2)环氧树脂Epoxy-b的制备:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,用甲苯溶好橡胶改性环氧树脂KR-208(国都化学)200g、匀速搅拌加热至105℃、端羟基聚二甲基硅氧烷 40g与硅烷偶联剂KH-550 10g及催化剂二月桂酸二丁基锡2g,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将产品减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-b;
(3)环氧树脂Epoxy-c的制备:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,用甲苯溶好聚氨酯改性环氧树脂UME-330(国都化学)200g、匀速搅拌加热至105℃、端羟基聚二甲基硅氧烷 40g与硅烷偶联剂KH-550 10g及催化剂二月桂酸二丁基锡2g,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将产品减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-c;
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
44.5%的Ag-a、44.5%的Ag-b、2.5%的GaInSn合金、1.2%的环氧树脂Epoxy-a、0.35%的固化剂、0.15%的流平剂、0.25%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和6.05%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
所述银浆的制备方法如下:
S1、将稀释剂放入加热搅拌器内,温度保持在50℃,缓慢加入改性环氧树脂,在15rpm搅拌速度下,搅拌5小时,树脂和溶剂进行充分溶解,形成均一稳定的液体,静止12小时待用;
S2、将步骤S1所得的产物和银粉、低熔点合金、固化剂、助剂投入形星搅拌器,在20rpm的转速下进行分散得到膏状物;
S3、将步骤S2得到的膏状物采用三辊机进行分散7-8次得到所述银浆。
所述步骤S2中加入银粉需分两次加入,先投入50%的银粉,搅拌15分钟后再投入剩余50%银粉。
实施例2
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
44.5%的Ag-a、44.5%的Ag-b、2.5%的GaInSnZn合金、1.2%的环氧树脂Epoxy-b、0.3%的固化剂、0.2%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和6%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
实施例3
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
44.5%的Ag-a、44.5%的Ag-b、2.5%的GaInSn合金、1.2%的环氧树脂Epoxy-c、0.5%的固化剂、0.2%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和5.8%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
实施例4
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
22%的Ag-a、66%的Ag-b、2.5%的GaInSn合金、1.2%的环氧树脂Epoxy-b、0.3%的固化剂、0.3%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和6.9%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
实施例5
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
22%的Ag-a、66%的Ag-b、3%的GaInSn合金、1.2%的环氧树脂Epoxy-b、0.3%的固化剂、0.3%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和6.4%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
实施例6
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
21.5%的Ag-a、64.5%的Ag-b、3.5%的GaInSn合金、1.1%的环氧树脂Epoxy-b、0.3%的固化剂、0.3%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和8%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
实施例7
本实施例的一种HJT用银浆,包括如下组分:
22%的Ag-a、66%的Ag-b、3.5%的GaInSn合金、1.3%的环氧树脂Epoxy-b、0.35%的固化剂、0.3%的流平剂、0.3%的触变剂、0.5%的硅烷偶联剂和5.75%的稀释剂,其中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
制备方法与实施例1基本相同。
分别将实施例1-7所制备得到的银浆进行特性检测,检测项目及数据如下表所示:
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
粘度25℃10rpm下 | 325Kcps | 310Kcps | 305Kcps | 295Kcps | 320Kcps | 296Kcps | 300Kcps |
FOG(50%)μm | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 4.0 |
最佳固化温度 | 190℃ | 200℃ | 180℃ | 200℃ | 200℃ | 200℃ | 190℃ |
电阻率×10-6Ω·m | 5.5 | 5.6 | 5.8 | 4.9 | 5.2 | 5.9 | 5.7 |
拉力N/mm2 | 2.0 | 1.8 | 1.8 | 1.9 | 2.2 | 2.5 | 2.3 |
Eta(转换效率) | 26.052 | 26.036 | 26.015 | 26.117 | 26.085 | 25.996 | 26.016 |
Voc(开路电压) | 0.7526 | 0.7516 | 0.7505 | 0.7536 | 0.7532 | 0.7501 | 0.7512 |
Isc(短路电流) | 6.781 | 6.776 | 6.772 | 6.792 | 6.782 | 6.775 | 6.772 |
FF(填充因子) | 85.36 | 85.26 | 85.25 | 86.05 | 85.56 | 84.86 | 85.12 |
其中,FOG,中文意为研磨细度,按照ASTM D1210-01 采用专业的研磨细度工具进行测试最大颗粒尺寸,以确保满足印刷需求;
粘度在25℃下采用博勒飞DV-2T #14 10rpm转速下所得;
最佳固化温度:根据DSC测试所得,测试方法为:采用DSC在空气气氛下,按照10℃/min的升温速度,确认最大放热峰温度既得;
电阻率:采用欧姆计,根据印刷线条的厚度、长度、阻值,按照R=ρ×L/S计算所得;
Eta(转换效率)、Voc(开路电压)、Isc(短路电流)、FF(填充因子)根据银浆使用作为光伏电池的电极材料并将该光伏电池进行halm光伏测试系统测试所得。
附图1中,横坐标为时间,纵坐标为拉力N,该图表示为:在单位面积上匀速拉动焊锡带,记录拉力的最大值,因为控制较小焊接点的面积为1mm2,所以实际所测试出来的最大值即为拉力值;
由上述表格及附图可知,本发明所制备的银浆通过使用环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b或环氧Epoxy-c树脂,环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧树脂Epoxy-c在1、分子链接入-Si-O-键,其稳定和耐热性更优,同时对于HJT硅片上TCO薄膜的附着力会有明显提高,主其原因是TCO表面因为配位数低于相体配位数,和空气接触的表面会生产-OH,该改性环氧相较普通环氧在其TCO表面上的润湿性好很多,同时大大降低了表面张力,因此其附着力会有明显的提高,因此,发明所制备的银浆拉力较高。
本发明采用的低熔点合金主要是指镓基液态金属,其主要成分有单质金属镓、铟、锡、银、锌等,经过高温熔炼和控温,形成共熔合金,熔点介于5摄氏度至30摄氏度之间,在常温下能够保持水一样的流动性,并且性能相对稳定,不会挥发也没有毒性。
通过低熔点合金粉导入,银浆在固化过程中,溶剂挥发,环氧和固化剂反应收缩,银粉之间的间距越来越小,直到银粉间直接接触、形成导电通路。在整个过程中,低熔点合金在固化过程周属于液态状态,会有一定程度的溶银过程、同时对银粉间起到更有效的接触、从而大大降低银粉间接触电阻和银与粘结相直接的电阻,同时大大提高了整个体系的导电率,可做到在不使用纳米银粉、且可适当降低银含量的情况下完全可满足使用要求。另外因为合金粉内Sn元素的导入,在后期焊接附着力方面会很明显的提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围;因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种HJT用银浆,其特征在于:相对于 HJT 用银浆的总质量 100 质量%,以质量百分比计 HJT 用银浆包含下述组分:
银粉85%-91%、低熔点合金粉2-4%、改性环氧树脂1-2%,固化剂0.2-0.5%、稀释剂3-8%、其余助剂0.3-1.0%;
所述银粉包括Ag-a和Ag-b的球型粉,所述Ag-a的D50为0.8-1.1μm,所述Ag-b的D50为2.5-3.2μm,所述Ag-a和Ag-b的比例为1:1~1:3;
所述低熔点合金粉为GaInSn合金或GaInSnZn合金;
所述改性环氧树脂为环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧Epoxy-c树脂中的任意一种,所述环氧树脂Epoxy-a、环氧树脂Epoxy-b和环氧树脂Epoxy-c为采用硅烷偶联剂KH-550以及端羟基聚二甲基硅氧烷进行改性处理所得;
所述环氧树脂Epoxy-a的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将双酚A环氧树脂E51树脂溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃;将端羟基聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂KH-550及催化剂二月桂酸二丁基锡缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-a;
所述环氧树脂Epoxy-b的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将橡胶改性环氧树脂KR-208溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃,将端羟基聚二甲基硅氧烷 与硅烷偶联剂KH-550 及催化剂二月桂酸二丁基锡,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-b;
所述环氧树脂Epoxy-c的制备方法如下:
在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管及温度计的四口瓶中,将聚氨酯改性环氧树脂UME-330溶于甲苯溶液并匀速拌加热至105℃,将端羟基聚二甲基硅氧烷 与硅烷偶联剂KH-550及催化剂二月桂酸二丁基锡,缓慢加入搅拌器内、保温反应6小时,反应结束后将所得产物减压蒸馏提纯,分离出溶剂甲苯,得到改性环氧树脂共聚物,将共聚物采用正己烷沉淀,分离出沉淀物、重复5次得到纯化后的环氧树脂Epoxy-c。
2.根据权利要求1所述的一种HJT用银浆,其特征在于:所述固化剂为双氰胺、癸二酸二酰肼、酮亚胺、咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、酸酐固化剂中至少一种;所述稀释剂包括活性稀释剂和非活性稀释剂,所述活性稀释剂为叔丁基苯基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、甲氧基聚乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种;非活性稀释剂为丁基卡必醇、松油醇、十二碳醇酯、十六碳醇酯、二乙二醇乙醚醋酸酯中的至少一种;所述其余助剂包含流平剂和硅烷偶联剂、触变剂,所述流平剂为BYK-110、BYK-111、 BYK-2163、BYK-9076、BYK-161、Duomeen TDO、ED-420、ED-120中的至少一种;所述硅烷偶联剂包括氨基硅烷和环氧基硅烷;所述触变剂为BYK-410、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、膨润土、气相二氧化硅中的至少一种。
3.一种权利要求1~2中任一项所述的HJT用银浆的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S1、将稀释剂放入加热搅拌器内,温度保持在50℃,缓慢加入改性环氧树脂,在15rpm搅拌速度下,搅拌5小时,树脂和溶剂进行充分溶解,形成均一稳定的液体,静止12小时待用;
S2、将步骤S1所得的产物和银粉、低熔点合金、固化剂、助剂投入形星搅拌器,在20rpm的转速下进行分散得到膏状物;
S3、将步骤S2得到的膏状物采用三辊机进行分散7-8次得到所述银浆。
4.根据权利要求3所述的HJT用银浆的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中加入银粉需分两次加入,先投入50%的银粉,搅拌15分钟后再投入剩余50%银粉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410411729.1A CN118016344B (zh) | 2024-04-08 | 一种hjt用银浆及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410411729.1A CN118016344B (zh) | 2024-04-08 | 一种hjt用银浆及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118016344A CN118016344A (zh) | 2024-05-10 |
CN118016344B true CN118016344B (zh) | 2024-06-04 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102467989A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 第一毛织株式会社 | 导电浆料组合物以及包含其的电极 |
CN103258584A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-08-21 | 深圳市创智材料科技有限公司 | 一种导电银浆及其制备方法 |
CN104987672A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-10-21 | 济南大学 | 一种太阳能电池封装用导电浆料及其制备方法与应用 |
CN109686472A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 广州市儒兴科技开发有限公司 | 一种单组分hjt电池用低温银浆 |
CN114023487A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-02-08 | 苏州市贝特利高分子材料股份有限公司 | 一种hjt光伏银浆及其制备方法 |
CN117487496A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-02-02 | 深圳市通泰盈科技股份有限公司 | 一种基于改性银粉的导电银胶及其制备方法 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102467989A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-05-23 | 第一毛织株式会社 | 导电浆料组合物以及包含其的电极 |
CN103258584A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-08-21 | 深圳市创智材料科技有限公司 | 一种导电银浆及其制备方法 |
CN104987672A (zh) * | 2015-07-24 | 2015-10-21 | 济南大学 | 一种太阳能电池封装用导电浆料及其制备方法与应用 |
CN109686472A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-26 | 广州市儒兴科技开发有限公司 | 一种单组分hjt电池用低温银浆 |
CN114023487A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-02-08 | 苏州市贝特利高分子材料股份有限公司 | 一种hjt光伏银浆及其制备方法 |
CN117487496A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-02-02 | 深圳市通泰盈科技股份有限公司 | 一种基于改性银粉的导电银胶及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108565041B (zh) | 一种高电导耐焊接型低温银浆及其制备方法 | |
CN110136863B (zh) | 一种用于hit太阳能电池的低温导电银浆及其制备方法 | |
JP6112187B2 (ja) | 導電性接着剤、太陽電池及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール | |
CN113012844B (zh) | 一种可快速固化烧结的hjt低温银浆及其制备方法 | |
TWI718261B (zh) | 導電組合物及其應用 | |
CN101555393B (zh) | 一种单组分耐高温各向同性导电胶及其制备方法 | |
CN112562885B (zh) | 一种太阳能异质结电池用高焊接拉力主栅低温银浆及其制备方法 | |
KR20130120459A (ko) | 태양 전지 모듈 | |
CN110875099B (zh) | 一种低温导电银浆及其制备方法与含有其的制品 | |
JP6115135B2 (ja) | 太陽電池モジュール | |
CN109679552A (zh) | 一种液态金属导电胶及其应用 | |
CN106753023A (zh) | 导电性粘接剂糊剂的应用、连接体、太阳能电池模块及其制造方法 | |
CN115188519A (zh) | 一种银包铜银浆及其制备方法 | |
CN118016344B (zh) | 一种hjt用银浆及其制备方法 | |
CN109659068B (zh) | 全铝背场晶体硅太阳能电池用低温固化型背面银浆 | |
CN113571226A (zh) | 一种低温银浆及其制备方法和使用该低温银浆的perc电池 | |
CN114974654A (zh) | 有机载体以及制备方法、导电浆料、制备方法以及应用 | |
CN118016344A (zh) | 一种hjt用银浆及其制备方法 | |
CN114805750A (zh) | 一种双酚a-酚醛环氧树脂、其制备的无主栅电池组件用导电胶及应用 | |
CN115762848A (zh) | 一种异质结低温银浆及其制备方法 | |
CN112435773B (zh) | 一种异质结太阳能电池用低温导电纳米浆料及其制备方法 | |
CN115651586B (zh) | 一种抗迁移环氧导电银胶及其制备方法 | |
CN113930202B (zh) | 一种低温半烧结导电导热胶及其制备方法 | |
CN115579171A (zh) | 一种易焊接太阳能电池低温银浆及其制备方法 | |
CN117711665A (zh) | 一种石墨烯包覆银粉、异质结低温银浆及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |