CN115975323B - 一种导电浆料用有机载体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池领域，公开了一种导电浆料用有机载体及其制备方法。本发明所述有机载体包括：80～90wt％有机载体A、5～15wt％有机载体B、0.01～3wt％表面活性剂、0.1～4wt％触变剂；其中，所述有机载体A为偏油溶性的有机载体，所述有机载体B为偏水溶性的有机载体。本发明所述的有机载体应用于导电浆料，可改善线型饱满性及平整性，降低线电阻，提高效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，涉及太阳能电池用导电浆料，尤其是导电浆料用有机载体及其制备方法。
背景技术
太阳能是一种绿色能源，因其无污染、取之不竭、不受地域资源限制等优点而越来越受到人们的关注，所以太阳能电池应用而生。太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池会产生电流，通过栅线和电极将电能收集起来并传输出去。现有的硅基太阳能电池用导电浆料主要是由导电金属粉、玻璃粉、有机载体组成。其中有机载体对浆料印刷性能起着非常重要的影响，会影响印刷烧结后的线型饱满性。
目前常用的有机载体体系应用于导电浆料，存在线型坍塌和线边缘散点较多等问题，线型比较坍塌且凹凸不平导致线电阻偏大、填充较差，造成短流低、线电阻大、填充差、效率低。针对上述存在的问题，急需一种改善线饱满性的导电浆料有机载体。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可改善线饱满性的导电浆料用有机载体及其制备方法。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种导电浆料用有机载体，包括：80～90wt％有机载体A、5～15wt％有机载体B、0.01～3wt％表面活性剂、0.1～4wt％触变剂；其中，所述有机载体A为偏油溶性的有机载体，所述有机载体B为偏水溶性的有机载体。
在一些实施方案中，所述有机载体A包括以下组分：1～20wt％的增稠剂A、80～95wt％稀释剂A，0.1～5wt％分散剂A。
其中，所述增稠剂A为具有增粘性且偏油性的热塑性高分子物质。
在一些实施方案中，所述增稠剂A选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素酯树脂中的至少一种。
作为优选，所述稀释剂A选自醇醚类、醇酯类或酯类物质中至少一种。
在一些实施方案中，所述稀释剂A选自丁卡醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、DBE、二乙二醇二丁醚、3-羟基丁酸丁酯、己二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、领苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
在一些实施方案中，所述分散剂A为长链脂肪酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚脂肪酸中的至少一种。
本发明所述的导电浆料用有机载体中，所述有机载体B包括以下组分：1～15wt％增稠剂B、80～98wt％稀释剂B、0.1～5wt％分散剂B。
其中，所述增稠剂B为具有亲水性的多糖聚合物。
进一步的，在一些实施方案中，所述增稠剂B选自黄原胶、琼脂、槐豆胶、瓜尔豆胶中的至少一种。
所述有机载体B中所述稀释剂B选自多元醇类物质。
进一步的，在一些实施方案中，所述稀释剂B选自甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇中的至少一种。
本发明所述的导电浆料用有机载体中，所述分散剂B为长链脂肪酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚脂肪酸中的至少一种。
进一步的，本发明所述的导电浆料用有机载体中，所述表面活性剂为具有两性基团的有机表面活性剂。
在一些实施方案中，所述表面活性剂选自聚山梨酯类或脂肪醇聚氧乙烯醚类有机表面活性剂。
进一步的，本发明所述的导电浆料用有机载体中，所述触变剂为聚酰胺蜡和/或聚乙烯蜡粉末，熔点＞100℃。
本发明还提供了所述的导电浆料用有机载体的制备方法，将有机载体A和有机载体B通过表面活性剂分散混合均匀，加入触变剂经加热且高速剪切活化后制得。
进一步的，所述的制备方法中所述加热温度为50-80℃。
进一步的，所述的制备方法中所述高速剪切活化的搅拌转速为1500-3000r/min。
本发明还提供了一种导电浆料，含有5～15wt％上述的导电浆料用有机载体。
进一步的，所述的导电浆料，还包括3～10wt％玻璃粉、80～90wt％导电粉。
本发明所述的有机载体与玻璃粉、导电粉搅拌后再经三辊轧机混合均匀形成导电浆料，该导电浆料印刷烧结后的线型饱满且较平整，可改善填充提高效率。
由上述技术方案可知，本发明提供了一种导电浆料用有机载体及其制备方法。本发明所述有机载体包括：80～90wt％有机载体A、5～15wt％有机载体B、0.01～3wt％表面活性剂、0.1～4wt％触变剂；其中，所述有机载体A为偏油溶性的有机载体，所述有机载体B为偏水溶性的有机载体。本发明所述的有机载体应用于导电浆料，可改善线型饱满性及平整性，降低线电阻，提高效率。
具体实施方式
本发明所述导电浆料用有机载体分为有机载体A和有机载体B，有机载体A为主、有机载体B为辅，通过表面活性剂将偏油溶性的有机载体A和偏水溶性的有机载体B混合均匀。该混合体系应用于导电浆料，在颗粒间可形成液体桥梁的毛细网络结构有利于增加浆料的屈服应力，可使得印刷后的线型具有优异的饱满性及平整性，可以降低线电阻，改善填充，从而提高效率。且有机载体B的粘稠力较强，添加少量会明显改善浆料印刷烧结后线边缘的散点。
下面将对本发明公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。
下面详细描述本发明公开的具体实施方式。如无特殊说明本发明所述百分比均为重量百分比。
实施例1：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：有机载体A为90％，有机载体B为5％，触变剂为4％的聚酰胺蜡，表面活性剂为1％聚山梨酯。其中有机载体A由40％丁卡醇、16％二乙二醇丁醚醋酸酯、12％己二酸二甲酯、10％二乙二醇二丁醚、10％3-羟基丁酸丁酯、3％乙基纤维素、8％聚乙烯醇缩丁醛、1％聚醚脂肪酸分散剂组成；有机载体B由45％甘油、25％丙二醇、20％二甘醇、7％黄原胶、2％琼脂、1％脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂组成。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
实施例2：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：有机载体A为90％，有机载体B为5％，触变剂为4％的聚酰胺蜡，表面活性剂为1％聚山梨酯。其中有机载体A由38％丁卡醇、14％二乙二醇丁醚醋酸酯、10％己二酸二甲酯、8％二乙二醇二丁醚、9％3-羟基丁酸丁酯、3％乙基纤维素、17％聚乙烯醇缩丁醛、1％聚醚脂肪酸分散剂组成；有机载体B由45％甘油、25％丙二醇、20％二甘醇、7％黄原胶、2％琼脂、1％脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂组成。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
实施例3：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：有机载体A为90％，有机载体B为5％，触变剂为4％的聚酰胺蜡，表面活性剂为1％聚山梨酯。其中有机载体A由42％丁卡醇、18％二乙二醇丁醚醋酸酯、14％己二酸二甲酯、12％二乙二醇二丁醚、12％3-羟基丁酸丁酯、0.5％乙基纤维素、0.5％聚乙烯醇缩丁醛、1％聚醚脂肪酸分散剂组成；有机载体B由45％甘油、25％丙二醇、20％二甘醇、7％黄原胶、2％琼脂、1％脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂组成。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
实施例4：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：有机载体A为80％，有机载体B为15％，触变剂为4％的聚酰胺蜡，表面活性剂为1％聚山梨酯。其中有机载体A由40％丁卡醇、16％二乙二醇丁醚醋酸酯、12％己二酸二甲酯、10％二乙二醇二丁醚、10％3-羟基丁酸丁酯、3％乙基纤维素、8％聚乙烯醇缩丁醛、1％聚醚脂肪酸分散剂组成；有机载体B由45％甘油、25％丙二醇、20％二甘醇、7％黄原胶、2％琼脂、1％脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂组成。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
对比例1：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：40％丁卡醇、14％二乙二醇丁醚醋酸酯、10％己二酸二甲酯、10％二乙二醇二丁醚、10％3-羟基丁酸丁酯、3％乙基纤维素、8％聚乙烯醇缩丁醛、1％聚醚脂肪酸分散剂、4％聚酰胺蜡触变剂。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
对比例2：
作为本发明有机载体的一种实施例，所述有机载体包含以下重量百分比的组分：44％甘油、24％丙二醇、18％二甘醇、7％黄原胶、2％琼脂、1％脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂、4％聚酰胺蜡触变剂。
作为本发明细栅银浆的一种实施例，所述细栅银浆包含以下重量百分比的组分：9％有机载体，4％玻璃粉、87％导电粉，其中导电粉为粒径D50为2.5μm的银粉。
实验例：
对实施例1-4及对比例1-2制得的细栅银浆进行检测，结果如表1所示。其中，屈服应力选用振幅扫描测试方法，用Anton Paar流变仪测定；线宽用3D测试仪测定；线电阻用万用表测定；填充因子、效率用IV测试仪测定。
表1实施例及对比例的检测实验数据
| 实验组 | 屈服应力/Pa | 线宽/μm | 线电阻/Ω | 填充因子/％ | 效率/％ |
| 实施例1 | 581.6 | 22.3 | 0.459 | 81.48 | 24.18 |
| 实施例2 | 606.3 | 22.1 | 0.463 | 81.43 | 24.15 |
| 实施例3 | 543.1 | 23.0 | 0.479 | 81.32 | 24.10 |
| 实施例4 | 619.2 | 22.0 | 0.468 | 81.41 | 24.14 |
| 对比例1 | 520.6 | 24.0 | 0.491 | 81.23 | 24.07 |
| 对比例2 | 698.4 | 21.9 | 0.825 | 81.02 | 23.92 |
由表1结果可见，与对比例1相比，实施例1-4浆料屈服应力增加，线宽减小、线型饱满、线电阻降低，填充因子和效率提高；与对比例2相比，实施例1-4，浆料屈服力减小，线电阻降低，填充因子和效率提高。
表明本发明所述的有机载体应用于导电浆料，可改善线型饱满性及平整性，降低线电阻，提高效率。
以上对本发明所提供的一种导电浆料用有机载体及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1. 一种导电浆料用有机载体，其特征在于，包括：80~90wt%有机载体A、5~15 wt %有机载体B、0.01~3 wt %表面活性剂、0.1~4 wt %触变剂；其中，所述有机载体A为偏油溶性的有机载体，所述有机载体B为偏水溶性的有机载体；
所述有机载体A包括以下组分：1~20 wt %的增稠剂A、80~95 wt %稀释剂A，0.1~5 wt %分散剂A；所述增稠剂A选自聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素酯树脂中的至少一种；所述稀释剂A选自丁卡醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、DBE、二乙二醇二丁醚、3-羟基丁酸丁酯、己二酸二甲酯、癸二酸二丁酯、领苯二甲酸二辛酯中的至少一种；所述分散剂A为长链脂肪酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚脂肪酸中的至少一种；
所述有机载体B包括以下组分：1~15 wt %增稠剂B、80~98 wt %稀释剂B、0.1~5 wt %分散剂B；所述增稠剂B选自黄原胶、琼脂、槐豆胶、瓜尔豆胶中的至少一种；所述稀释剂B选自甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇中的至少一种；所述分散剂B为长链脂肪酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚脂肪酸中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的导电浆料用有机载体，其特征在于，所述表面活性剂选自聚山梨酯类或脂肪醇聚氧乙烯醚类有机表面活性剂；所述触变剂为聚酰胺蜡和/或聚乙烯蜡粉末，熔点＞100℃。
3.权利要求1或2所述的导电浆料用有机载体的制备方法，其特征在于，将有机载体A和有机载体B通过表面活性剂分散混合均匀，加入触变剂经加热且高速剪切活化后制得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度为50-80℃；所述高速剪切活化的搅拌转速为1500-3000 r/min。
5.一种导电浆料，其特征在于，含有5~15 wt %权利要求1或2所述的导电浆料用有机载体。
6.根据权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，还包括3~10 wt %玻璃粉、80~90 wt %导电粉。
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