一种太阳能电池封装用导电浆料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种太阳能电池封装用导电浆料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]太阳能的利用是实现能源利用结构转变的有效手段，太阳能电池的使用则是有效利用太阳能的重要途径。提升太阳能电池效率的方法也是多种多样的，在有效提高内量子效率的同时，通过合理的封装也可以实现电池外量子效率的提高，同时也可以降低太阳电池的成本。太阳电池的封装，尤其是薄膜太阳电池的封装要求低温封装，除此之外，部分类型的太阳能电池受前电极和背电极的材料及厚度的限制，封装工艺中不能使用传统的合金焊料来完成。
[0003]导电浆料作为传统合金焊料的一种替代品，因其具有环境友好、固化温度低、可丝网印刷以及工艺简单等优点而引起业界及科研工作者的广泛关注。但现有导电胶存在固化温度高、固化时间长、导热性能差的不足。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出一种太阳能电池封装用导电浆料及其制备方法与应用。
[0005]为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为:
[0006]一种太阳能电池封装用导电浆料，由以下重量份的组分组成:双马来酰亚胺5-10份，基体树脂5-8份，环氧稀释剂1-2份，分散剂2-5份，改性的负载纳米银的鳞片状石墨烯5-10份，固化剂1-2份，固化促进剂0.2-0.5份，改性的微米银粉65-75份，偶联剂1_2份，抗氧剂0.2-0.5份。
[0007]优选的，所述导电浆料由以下重量份的组分组成:双马来酰亚胺7份，基体树脂6份，环氧稀释剂2份，分散剂3份，改性的负载纳米银的鳞片状石墨烯8份，固化剂I份，固化促进剂0.3份，改性的微米银粉70份，偶联剂2份，抗氧剂0.4份。
[0008]经试验证明，该配方的导电浆料的导热性、导电性、抗氧化性能、力学性能以及耐温性等性能都是最好的。
[0009]优选的，所述基体树脂由以下重量份的组分组成:双马来亚酰胺20-30份、双酚A型环氧树脂35-45份、环氧稀释剂5-15份，分散剂15-25份。
[0010]其中，双马来亚酰胺为酰亚胺延伸的双马来亚酰胺，该基体树脂有助于提高导电浆料的耐温性，有效防止了太阳能电池功率较大时，电池温度较高造成的导电浆料受热熔化或变形，导致危险情况的发生。
[0011]优选的，所述固化剂为三甲基六亚甲基二胺。三甲基六亚甲基二胺无毒且固化时间短，大大提高了太阳能电池的封装效率的同时不会对工作人员造成毒害。
[0012]优选的，所述固化促进剂为2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚。2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚耐高温，能够促使固化剂在短时间内完全固化，还可以适当提高粘结强度。
[0013]优选的，所述微米银粉为氨基酸改性的微米银粉。改性的微米银粉提高了银粉的分散性，降低银粉的使用量，增加了导电浆料的抗氧化性，并且增加了导电浆料固化后的机械强度，对导电浆料整体性能的提高都有很大的贡献。
[0014]优选的，所述分散剂为硬脂酰胺，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述抗氧剂为2，5- 二特丁基对苯二酚。硬脂酰胺无毒且耐高温，能提高导电浆料的耐高温性能，且能提高导电浆料各组分的分散性，使浆料分散更加均匀，性质更加均一。
[0015]优选的，所述改性负载有纳米银的鳞片状石墨烯为负载有纳米银的鳞片状石墨烯进行了非共价键修饰改性。非共价键修饰的负载有纳米银的鳞片状石墨烯能有效提高导电浆料的导热性、导电性、抗氧化性能、力学性能以及耐温性，有助于在导电浆料中分散均匀，降低使用量，达到节约的效果。
[0016]一种太阳能电池封装用导电浆料的制备方法，包括步如下骤:
[0017]I)将双马来酰亚胺5-10份、基体树脂5-8份、环氧稀释剂环氧稀释剂1_2份和分散剂4-4.5份混合；
[0018]2)对微米银粉用氨基酸进行改性；
[0019]3)对负载纳米银的鳞片状石墨烯进行非共价键修饰的改性；
[0020]4)将固化剂1-2份、固化促进剂0.2-0.5份和分散剂0.5-1份混合；
[0021]5)将步骤⑵得到的微米银粉65-75份加入到混合物(I)中；
[0022]6)将步骤(3)得到的混合物加入到(5)中；
[0023]7)将步骤(4)得到的混合物加入到(6)中；
[0024]8)将偶联剂1-2份加入到(7)中；
[0025]9)将抗氧剂0.2-0.5份加入到(8)中，搅拌，混合均匀，即可得到所需的导电银浆。
[0026]优选的，步骤I)中，混合的温度为15_30°C。该混合对温度要求不高，常温下混合即可，只要混合均匀就行，这样可以使工艺条件容易控制，容易操作。
[0027]优选的，步骤2)中，所述氨基酸为精氨酸。精氨酸对微米银粉进行改性，可以更好地增强微米银粉的性能。
[0028]优选的，步骤3)中，对负载纳米银的鳞片状石墨烯进行非共价键修饰的方法，包括如下步骤:将负载纳米银的鳞片状石墨烯加入到1-芘丁酸的丙酮溶液中，20-30°C超声12h，即得非共价修饰的负载纳米银的鳞片状石墨烯。这样有助于石墨烯的分散。
[0029]进一步优选的，所述1-芘丁酸的丙酮溶液的浓度为5-10mg/mL。在该浓度下，非共价键修饰的效果更好，可以更好地提高石墨烯的各种性能。
[0030]进一步优选的，每毫升1-芘丁酸的丙酮溶液处理负载纳米银的鳞片状石墨烯的质量为0.1-0.5mgo这种配比可以使石墨烯修饰完全，另一方面可以避免1-芘丁酸的丙酮溶液用量过多造成的浪费。
[0031]优选的，步骤4)中，混合的温度为15_30°C。该混合对温度要求不高，常温下混合即可，只要混合均匀就行，这样可以使工艺条件容易控制，容易操作。
[0032]所述导电浆料在制作电极中的应用。
[0033]所述导电浆料在印刷电路板中的应用。
[0034]本发明的有益效果是:
[0035]1、本发明的导电浆料利用了改性的负载纳米银的鳞片状石墨烯可以提高导电浆料的导热性、导电性、抗氧化性能、力学性能以及耐温性等性能，功能化后有助于石墨烯在导电浆料中的分散性，使其分散更加均匀，而且降低了使用量。
[0036]2、本发明的导电浆料利用了改性的微米银粉提高微米银粉的分散性，降低了银粉的使用量，增加了导电浆料的抗氧化性，同时也增强了导电浆料固化后的机械强度。
[0037]3、本发明的基体树脂采用酰亚胺延伸的双马来亚酰胺、双酚A型环氧树脂(E20型)、环氧稀释剂丁二醇二缩水甘油醚和分散剂的混合物，有助于提高导电浆料的耐高温性，防止了高温带来的固化后的导电浆料的熔化或变形等带来的危害。
[0038]4、本发明的固化剂采用三甲基六亚甲基二胺，该物质无毒且固化时间短，不会对工作人员产生毒害，还可以大大提高工作人员的工作效率；固化促进剂采用2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚耐高温；分散剂采用硬脂酰胺无毒且耐高温。这些物质耐高温，不会在高温下分解，保证了导电浆液的稳定性，还可以使导电浆液分散更加均匀，性质更加均一。
【具体实施方式】
[0039]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0040]实施例1
[0041]一种太阳能电池封装用导电浆料，由以下重量份的组分组成:双马来酰亚胺5份，基体树脂8份，环氧稀释剂I份，分散剂(硬脂酰胺)2份，改性的负载纳米银的鳞片状石墨烯10份，固化剂(三甲基六亚甲基二胺)I份，固化促进剂(2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚)0.5份，改性的微米银粉70份，偶联剂(γ -氨丙基三乙氧基硅烷)1.5份，抗氧剂(2，5-二特丁基对苯二酚)0.5份。
[0042]基体树脂由以下重量份的组分组成:双马来亚酰胺25份、双酚A型环氧树脂45份、环氧稀释剂10份，分散剂20份。
[0043]所述导电浆料的制备方法，包括如下步骤:
[0044](I)将酰亚胺延伸的双马来亚酰胺5份、基体树脂8份、丁二醇二缩水甘油醚I份和硬脂酰胺1.5份混合；
[0045](2)将导电微米银粉加入到精氨酸的水溶液中，进行搅拌30分钟，混合均匀，然后再依次进行离心、洗涤、干燥，得到精氨酸改性的微米银粉，银粉的用量为75份。
[0046](3)将负载纳米银的鳞片状石墨烯加入到5mg/mL 1_芘丁酸的丙酮溶液中，30°C超声12h小时，形成非共价修饰的石墨烯，用量为10份。
[0047](4)将三甲基六亚甲基二胺I份、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚0.5份和硬脂酰胺0.5份在室温下混合。
[0048](