CN103117106A - 一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其是由下述重量份的原料制得：A料50-55，B料10-15，C料10-15，锌粉2-4，2-甲基-4-乙基咪唑0.3-0.6,有机硅油0.5-1。本发明所得的含有锌粉的太阳能电池导电浆料不含铅,完全符合环保要求,应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时选用了不同粒径的银粉与铝，铜粉，增加粒子间的接触面积，从而提高了银浆的导电能力。
Description
技术领域
本发明涉及电子精细化学品领域，确切地说是一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料。
背景技术
导电浆料是电子元器件封装、电极和互联的关键材料,主要包括烧渗型含有锌粉的太阳能电池导电浆料和固化型导电胶(导电油墨)两大类。
烧渗型导电浆料主要用在太阳能电池等行业，烧结后作电极使用，固化型导电油墨广泛应用在印刷电路以及电子封装等行业。
导电浆料根据其中的填料不同，可以分为碳浆（石墨导体），金属浆料（金粉，银粉，铜粉，银铜合金），以及改性的陶瓷浆料。
性能比较，贵金属填料的导电性最好，碳浆其次。但黄金价格太高，铜粉的耐氧化性不好，银粉和银铜粉在价格和性能上较为均衡。碳浆的耐磨性银浆的要好。
太阳能电池导电浆料由银粉、铝粉、无机粘结料、有机载体及相关助剂等组成。 在大多数的电子浆料中、无机粘结料主要是低熔点的含铅玻璃粉， 对环境污染大和可焊接性差是其主要缺陷。因此， 导电浆料的无铅化已成为必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、环保、无铅的含有锌粉的太阳能电池导电浆料。
上述目的通过以下方案实现：
一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
A料50-55，B料10-15，C料10-15，锌粉2-4，2-甲基 -4- 乙基咪唑0.3-0.6, 有机硅油：0.5-1；
所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉37-40、11-15μm银粉10-15、61-90nm铝粉18-22、10-15μm玻璃粉8-12、有机载体A 15-20、硅烷偶联剂KH550 1-2、十二烷基磺酸钠1-2；
所述的B料由下述重量份的原料制得：6-10μm铝粉45-50、61-90nm铝粉18-22、20-25μm玻璃粉 8-10、有机载体B 15-20、蓖麻油0.5-1.2、邻苯二甲酸二甲酯2-3；
所述的C料由下述重量份的原料制得：6-10μm铜粉50-55、30-60nm铜粉 5-10、10-15μm玻璃粉 6-8、有机载体C 18-20；
所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：Bi2O3 25-28,B2O3 3.3-5, Al2O3 3.8-4.8,SiO2 18-20,BaO 3-5,TiO2 7-10, Sb2O3 4-6, ZnO 5-7, AS2O3 4.3-6.7。
所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：热塑性丙烯酸树脂8-10，聚乙烯吡咯烷酮12-14，2-辛醇15-18。
所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：羟基丙烯酸树脂7.3-8.8，溶剂DBE 15-20，二乙二醇甲醚12-15。
所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：酚醛树脂8-10，正丁醇14-18，乙酸乙酯18-20
所述的一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其特征在于：
制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1200-1350℃烧结30-40 min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过100-200目筛，冷却，再在600-700℃保温5-6小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用浓度为8-12%的乙酸溶液浸泡1-2小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将聚乙烯吡咯烷酮，2-辛醇混匀，后在78-82℃下，加入热塑性丙烯酸树脂，溶解后搅拌均匀后，即得有机载体A备用；
（3）按重量份将溶剂DBE、二乙二醇甲醚混匀后，于80-85℃下加入羟基丙烯酸树脂溶解后，搅拌均匀，即得有机载体B备用；
（4）按重量份将正丁醇、乙酸乙酯混匀后、于87-90℃下加入松酚醛树脂溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的10-15μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再依次按重量份边搅拌边加入1-5μm银粉、11-15μm银粉、61-90nm铝粉、硅烷偶联剂KH550 、十二烷基磺酸钠，搅拌混合2-3小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入6-10μm铝粉、61-90nm铝粉、蓖麻油、邻苯二甲酸二甲酯，搅拌混合2-3小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入6-10μm铜粉，30-60nm铜粉 ，搅拌混合2-3小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料、以及其余制备含有锌粉的无铅太阳能电池银铝铜粉的原料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为140-200Pa·s，即得。
本发明的有益效果为：
1、本发明所得的含有锌粉的太阳能电池导电浆料不含铅,完全符合环保要求,应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时选用了不同粒径的银粉与铝、铜粉，增加粒子间的接触面积，从而提高了银浆的导电能力；
2、本发明在含有锌粉的太阳能电池导电浆料中添加了铜粉、铝粉能够有助于降低银浆生产成本，节省大量的贵金属银，同时改善银浆的导电性能，从而达到了降低太阳能电池制造成本的目的，取得了良好的经济效益。同时本发明工艺简单,成本低,因而具有广阔的应用前景。
具体实施方式
一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其是由下述重量份（kg)的原料制得：
A料51，B料15，C料14，锌粉2.9，2-甲基 -4- 乙基咪唑0.6, 有机硅油：0.6；
所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉 40、11-15μm银粉15、61-90nm铝粉22、10-15μm玻璃粉12、有机载体A 20、硅烷偶联剂KH550 2、十二烷基磺酸钠1；
所述的B料由下述重量份的原料制得：6-10μm铝粉47、61-90nm铝粉22、20-25μm玻璃粉 10、有机载体B 20、蓖麻油1.2、邻苯二甲酸二甲酯 3；
所述的C料由下述重量份的原料制得：6-10μm铜粉55、30-60nm铜粉 10、10-15μm玻璃粉 8、有机载体C 20；
所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：Bi2O3 25,B2O3 3.9, Al2O3 3.9,SiO2 20,BaO 5,TiO2 10, Sb2O3 6, ZnO 7, AS2O3 6.5。
所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：热塑性丙烯酸树脂10，聚乙烯吡咯烷酮12，2-辛醇18。
所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：羟基丙烯酸树脂7.9，溶剂DBE 20，二乙二醇甲醚15。
所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：酚醛树脂8，正丁醇18，乙酸乙酯18。
所述的一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1350℃烧结40 min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过100目筛，冷却，再在650℃保温5小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用浓度为8%的乙酸溶液浸泡1小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将聚乙烯吡咯烷酮，2-辛醇混匀，后在82℃下，加入热塑性丙烯酸树脂，溶解后搅拌均匀后，即得有机载体A备用；
（3）按重量份将溶剂DBE、二乙二醇甲醚混匀后，于85℃下加入羟基丙烯酸树脂溶解后，搅拌均匀，即得有机载体B备用；
（4）按重量份将正丁醇、乙酸乙酯混匀后、于90℃下加入松酚醛树脂溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的10-15μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再依次按重量份边搅拌边加入1-5μm银粉、11-15μm银粉、61-90nm铝粉、硅烷偶联剂KH550 、十二烷基磺酸钠，搅拌混合2.6小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔35分钟依次加入6-10μm铝粉、61-90nm铝粉、蓖麻油、邻苯二甲酸二甲酯，搅拌混合2.2小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔40分钟依次加入6-10μm铜粉，30-60nm铜粉 ，搅拌混合3小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料、以及其余制备含有锌粉的无铅太阳能电池银铝铜粉的原料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为160Pa·s，即得。
采用丝网印刷机将银浆印刷于125mm×125mm Si基板上，然后在180℃干燥，再在880℃进行快速烧制电极引线，高温烧结后制成的电极引线表面银白，光滑无缺陷，剥离强度14 N/cm,锡焊性能良好，方阻＜10 Siements/sq，制备的太阳能电池光电转化效率为19.8%，拉力测试结果为附着力>15N/mm2。
Claims (2)
1.一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：
A料50-55，B料10-15，C料10-15，锌粉2-4，2-甲基 -4- 乙基咪唑0.3-0.6, 有机硅油：0.5-1；
所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉37-40、11-15μm银粉10-15、61-90nm铝粉18-22、10-15μm玻璃粉8-12、有机载体A 15-20、硅烷偶联剂KH550 1-2、十二烷基磺酸钠1-2；
所述的B料由下述重量份的原料制得：6-10μm铝粉45-50、61-90nm铝粉18-22、20-25μm玻璃粉 8-10、有机载体B 15-20、蓖麻油0.5-1.2、邻苯二甲酸二甲酯2-3；
所述的C料由下述重量份的原料制得：6-10μm铜粉50-55、30-60nm铜粉 5-10、10-15μm玻璃粉 6-8、有机载体C 18-20；
所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：Bi2O3 25-28,B2O3 3.3-5, Al2O3 3.8-4.8,SiO2 18-20,BaO 3-5,TiO2 7-10, Sb2O3 4-6, ZnO 5-7, AS2O3 4.3-6.7。
2.所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：热塑性丙烯酸树脂8-10，聚乙烯吡咯烷酮12-14，2-辛醇15-18；
所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：羟基丙烯酸树脂7.3-8.8，溶剂DBE 15-20，二乙二醇甲醚12-15；
所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：酚醛树脂8-10，正丁醇14-18，乙酸乙酯18-20
根据权利要求1所述的一种含有锌粉的太阳能电池导电浆料，其特征在于：
制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1200-1350℃烧结30-40 min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过100-200目筛，冷却，再在600-700℃保温5-6小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用浓度为8-12%的乙酸溶液浸泡1-2小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将聚乙烯吡咯烷酮，2-辛醇混匀，后在78-82℃下，加入热塑性丙烯酸树脂，溶解后搅拌均匀后，即得有机载体A备用；
（3）按重量份将溶剂DBE、二乙二醇甲醚混匀后，于80-85℃下加入羟基丙烯酸树脂溶解后，搅拌均匀，即得有机载体B备用；
（4）按重量份将正丁醇、乙酸乙酯混匀后、于87-90℃下加入松酚醛树脂溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的10-15μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再依次按重量份边搅拌边加入1-5μm银粉、11-15μm银粉、61-90nm铝粉、硅烷偶联剂KH550 、十二烷基磺酸钠，搅拌混合2-3小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入6-10μm铝粉、61-90nm铝粉、蓖麻油、邻苯二甲酸二甲酯，搅拌混合2-3小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入6-10μm铜粉，30-60nm铜粉 ，搅拌混合2-3小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料、以及其余制备含有锌粉的无铅太阳能电池银铝铜粉的原料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为140-200Pa·s，即得。
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