CN108766617A - 太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆及其制备方法。该正面电极银浆包括以下组分：纳米银颗粒、钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡、松油醇、氢化蓖麻油、柠檬酸、无铅玻璃粉、改性月桂醇聚氧乙烯醚；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成；所述泡沫铝的孔隙率为25‑35%。通过对月桂醇聚氧乙烯醚改性处理后，提高银浆的导电率。通过将低孔隙率的泡沫铝与其他组分混合，降低了所得银浆的收缩率，提高了正面电极银浆与基材相容性好，附着力强，对环境污染小，并且高温固化中收缩率低，不易引起虚焊，产品报废率低。
Description
技术领域
本发明涉及银浆技术领域，具体涉及太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆及其制备方法。
背景技术
传统能源枯竭及其带来的环境污染日益严峻问题越来越凸显，利用太阳能发电近年来获得长足发展。太阳能光伏电池是通过光电效应把太阳能转化为电能。太阳能电池正面电极银浆是影响太阳能电池电性能的主要原料之一。正面银浆主要由三部分组成：导电相、有机相和无机相。导向相为起导电作用的金属粉末，一般采用导电性最好的银微粉。
导电银浆作为一种功能性印料因其良好的物理性能在电子信息产品中得到广泛的应用。随着电子产品向更轻、更薄、功能性更强大和更环保的方向发展，对其性能也提高了更高的要求。在导电银浆的原材料中，树脂等均为绝缘体，固化后会包覆住银粉颗粒，使银粉与银粉之间被树脂隔开，导致整个膜层的导电性能大幅降低。为了满足电子行业里的高导电性能，目前，研究工作者能采取的方法，即提高银粉的填充量。
申请号2015102820118，名称为一种高电导率低温银浆及其制备方法，依次将高韧性树脂、增稠剂、增韧剂、固化剂、有机溶剂混合搅拌分散；再依次加入低熔点合金、助焊剂、导电银粉，高速搅拌，得到浆体；用三辊研磨机将所得浆体研磨成细度5～10μm，即得导电银浆。本发明制备的导电银浆具有高电导率、高机械性能等优，但收率幅度大，容易产生次品。
申请号2012101259601，名称为一种晶体硅太阳能电池正面电极无铅导电银浆料，其组成及重量百分含量为：70%～90%的银粉，2%～10%的无铅玻璃粉，8%～20%的有机载体，所述的无铅玻璃粉的组成及重量百分含量为60%～70%的Bi2O3，3%～20%的SiO2，7%～15%的B2O3，4%～13%的Al2O3，1%～5%的TiO2，1%～8%的BaO，1%～5%的V2O3，1%～10%的ZrO2和1%～7%的Y2O3。本发明无铅浆料性能已基本达到含铅浆料的性能，该浆料具有良好的触变性，但银浆的收缩率高，且易剥离，使用时间长，容易损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆及其制备方法，所得正面电极银浆的导电性能好，组分简单，且收缩率低，使用范围广。
太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，包括以下按重量份数计的组分：纳米银颗粒30-50份、钼酸银5-8份、氧化钠1-5份、泡沫铝5-12份、碳酸钠5-12份、二氧化锰5-10份、氧化锌2-8份、氧化钡2-5份、松油醇22-28份、氢化蓖麻油2-5份、柠檬酸5-12份、无铅玻璃粉1-8份、改性月桂醇聚氧乙烯醚6-8份；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成；所述泡沫铝的孔隙率为25-35%。
作为改进的是，所述二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖的摩尔比为5-8:2-6:1。
作为改进的是，所述纳米银颗粒的粒径为100-200目。
作为改进的是，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋45-58%、氧化锡15-22%，余量为二氧化硅。
进一步改进的是，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋55%、氧化锡18%，余量为二氧化硅。
作为改进的是，所述泡沫铝的孔隙率为25%。
上述太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照需要称取各组分；
步骤2，将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀的混合物A；
步骤3，向混合物A中加入二氧化硅，磁力搅拌10-20分钟后，冷冻干燥后，球磨粉碎，得改性月桂醇聚氧乙烯醚；
步骤4，将钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡混合，溶解后，加入松油醇、氢化蓖麻油和柠檬酸，磁力搅拌均匀后，加入无铅玻璃粉和改性月桂醇聚氧乙烯醚，继续搅拌后，得混合物B；
步骤5，向混合物B中，加入纳米银颗粒，继续搅拌，调节粘度即得正面电极银浆。
有益效果：
与现有技术相比，本发明太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆及其制备方法的优势在于：该正面电极银浆具有优异的导电性能，与基材相容性好，附着力强，对环境污染小，并且高温固化中收缩率低，不易引起虚焊，产品报废率低。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，包括以下按重量份数计的组分：100目的纳米银颗粒30份、钼酸银5份、氧化钠1份、泡沫铝5份、碳酸钠5份、二氧化锰5份、氧化锌2份、氧化钡2份、松油醇22份、氢化蓖麻油2份、柠檬酸5份、无铅玻璃粉1份、改性月桂醇聚氧乙烯醚6份；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成，且摩尔比为5:2:1；所述泡沫铝的孔隙率为25%。
其中，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋45%、氧化锡15%，余量为二氧化硅。
上述太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照需要称取各组分；
步骤2，将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀的混合物A；
步骤3，向混合物A中加入二氧化硅，磁力搅拌10分钟后，冷冻干燥后，球磨粉碎，得改性月桂醇聚氧乙烯醚；
步骤4，将钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡混合，溶解后，加入松油醇、氢化蓖麻油和柠檬酸，磁力搅拌均匀后，加入无铅玻璃粉和改性月桂醇聚氧乙烯醚，继续搅拌后，得混合物B；
步骤5，向混合物B中，加入纳米银颗粒，继续搅拌，调节粘度即得正面电极银浆。
对实施例1的银浆进行测试，方阻为4.358Ω/方，附着力为6.8N，收缩率降低了0.53%，具有较好的丝网印刷性，烧结后正面电极层平整、致密、空洞率小。
实施例2
太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，包括以下按重量份数计的组分：粒径为150目纳米银颗粒45份、钼酸银6份、氧化钠4份、泡沫铝10份、碳酸钠8份、二氧化锰7份、氧化锌6份、氧化钡3份、松油醇25份、氢化蓖麻油4份、柠檬酸10份、无铅玻璃粉6份、改性月桂醇聚氧乙烯醚7份；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成，且摩尔比为7:5:1；所述泡沫铝的孔隙率为30%。
其中，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋55%、氧化锡18%，余量为二氧化硅。
上述太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照需要称取各组分；
步骤2，将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀的混合物A；
步骤3，向混合物A中加入二氧化硅，磁力搅拌15分钟后，冷冻干燥后，球磨粉碎，得改性月桂醇聚氧乙烯醚；
步骤4，将钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡混合，溶解后，加入松油醇、氢化蓖麻油和柠檬酸，磁力搅拌均匀后，加入无铅玻璃粉和改性月桂醇聚氧乙烯醚，继续搅拌后，得混合物B；
步骤5，向混合物B中，加入纳米银颗粒，继续搅拌，调节粘度即得正面电极银浆。
对实施例1的银浆进行测试，方阻为4.145Ω/方，附着力为7.2N，收缩率降低了0.65%，具有较好的丝网印刷性，烧结后正面电极层平整、致密、空洞率小。
实施例3
太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，包括以下按重量份数计的组分：200目纳米银颗粒50份、钼酸银8份、氧化钠5份、泡沫铝12份、碳酸钠12份、二氧化锰10份、氧化锌8份、氧化钡5份、松油醇28份、氢化蓖麻油5份、柠檬酸12份、无铅玻璃粉8份、改性月桂醇聚氧乙烯醚8份；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成，摩尔比为8: 6:1；所述泡沫铝的孔隙率为35%。
其中，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋58%、氧化锡22%，余量为二氧化硅。
上述太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按照需要称取各组分；
步骤2，将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀的混合物A；
步骤3，向混合物A中加入二氧化硅，磁力搅拌20分钟后，冷冻干燥后，球磨粉碎，得改性月桂醇聚氧乙烯醚；
步骤4，将钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡混合，溶解后，加入松油醇、氢化蓖麻油和柠檬酸，磁力搅拌均匀后，加入无铅玻璃粉和改性月桂醇聚氧乙烯醚，继续搅拌后，得混合物B；
步骤5，向混合物B中，加入纳米银颗粒，继续搅拌，调节粘度即得正面电极银浆。
对实施例1的银浆进行测试，方阻为4.851Ω/方，附着力为6.5N，收缩率降低了0.48%，具有较好的丝网印刷性，烧结后正面电极层平整、致密、空洞率小。
对比例1
除将改性月桂醇聚氧乙烯醚改为月桂醇聚氧乙烯醚外，其余同实施例2。
对实施例1的银浆进行测试，方阻为5.384Ω/方，附着力为4.9N，收缩率降低了0.15%，具有较好的丝网印刷性，烧结后正面电极层平整、致密、空洞率小。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，包括以下按重量份数计的组分：纳米银颗粒30-50份、钼酸银5-8份、氧化钠1-5份、泡沫铝5-12份、碳酸钠5-12份、二氧化锰5-10份、氧化锌2-8份、氧化钡2-5份、松油醇22-28份、氢化蓖麻油2-5份、柠檬酸5-12份、无铅玻璃粉1-8份、改性月桂醇聚氧乙烯醚6-8份；所述改性月桂醇聚氧乙烯醚由二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖混合而成；所述泡沫铝的孔隙率为25-35%。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，所述二氧化硅、月桂醇聚氧乙烯醚和壳聚糖的摩尔比为5-8:2-6:1。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，所述纳米银颗粒的粒径为100-200目。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋45-58%、氧化锡15-22%，余量为二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，所述无铅玻璃粉包括以下按质量分数计的组分：氧化铋55%、氧化锡18%，余量为二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆，其特征在于，所述泡沫铝的孔隙率为25%。
7.基于权利要求1所述的太阳能电池用高导电低收缩率的正面电极银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按照需要称取各组分；步骤2，将月桂醇聚氧乙烯醚溶解后，加入壳聚糖混合搅拌均匀的混合物A；步骤3，向混合物A中加入二氧化硅，磁力搅拌10-20分钟后，冷冻干燥后，球磨粉碎，得改性月桂醇聚氧乙烯醚；步骤4，将钼酸银、氧化钠、泡沫铝、碳酸钠、二氧化锰、氧化锌、氧化钡混合，溶解后，加入松油醇、氢化蓖麻油和柠檬酸，磁力搅拌均匀后，加入无铅玻璃粉和改性月桂醇聚氧乙烯醚，继续搅拌后，得混合物B；步骤5，向混合物B中，加入纳米银颗粒，继续搅拌，调节粘度即得正面电极银浆。
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