专利名称：一种用于光伏组件的银浆的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子材料，涉及到太阳能光伏组件装连材料领域，特指一种用于光伏组件导电的EVA膜。
背景技术：
人类历史上从未有如2009年底哥本哈根会议那样的事件，会使“节能减排”、“低碳”等字眼如此深入人心，全球经济的发展方向和导航标也已然转向了低碳经济。太阳能作为一种清洁的可再生能源，是未来低碳社会的理想能源之一，当下正越来越受到世界各国的重视。由于太阳能资源取之不尽，用之不竭，光伏发电过程的无污染、无排放、无噪音等优点，成为最具可持续发展特征的可再生能源技术和世界各国竞相研究应用的热点。随着光伏技术的不断进步，光电转换效率日渐提高，新一代太阳能电池涌现，生产和应用成本大幅度降低，光伏发电有望从补充能源向替代能源转变，市场前景十分广阔。 在各国政府的大力支持下，太阳能光伏产业得到了快速的发展。2006年至2009 年，太阳能光伏电池产量的年均增长率为60%。由于受到2008年金融危机的影响，2009 年前两个季度光伏电池产量的增长速度有所放缓，但随着2009年下半年市场需求的复苏， 2009年全年的太阳能电池产量达到了 10431丽，比2008年增长42. 5%。目前太阳能光伏发电的成本大约是燃煤成本的11-18倍，因此目前各国光伏产业的发展大多依赖政府的补贴，政府的补贴规模决定着本国的光伏产业的发展规模。目前在政府的补贴力度上，以德国、西班牙、法国、美国、日本等发达国家的支持力度最大。2008年， 西班牙推出了优厚的光伏产业补贴政策，使其国内光伏产业出现了爆发式发展的态势，一度占据了世界光伏电池产量的三分之一强。2009年德国光伏组件安装量高达3200MW，占全球总安装量的50.4%。目前，中国已形成了完整的太阳能光伏产业链。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了一批知名企业。2009年中国太阳能电池产量为9300MW，占全球总产量的40%以上，已成为全球太阳能电池生产第一大国。虽然目前中国太阳能光伏产业规模居全球第一，但产业链发展不协调，且产业整体技术薄弱。在整个太阳能光伏产业链技术壁垒最大的多晶硅的生产中，国外的主要厂商采用的是闭式改良西门子方法，而这在中国还是空白。中国的多晶硅生产企业使用的多为直接或者间接引进的俄罗斯的多晶硅的提纯技术，其成本高、耗能量、，重复性建设严重，在整个国际竞争中处于劣势，这也是在2009年初中国出现多晶硅产能过剩的主要原因。其次，目前中国国内的太阳能电池市场规模较小，国内生产的太阳能光伏电池的 97%都出口到了海外市场。这种过渡依赖出口的产业发展模式导致行业风险很大，易受国际需求量变化的影响。如在2008年的全球金融危机中，因西方国家消减了对光电产品的价格补贴，直接导致了中国许多光伏企业的倒闭。
我国太阳能光伏产业近年来得到了快速发展，也带动了光伏业周边产品的需求量迅速增加，这其中包括光伏生产设备，太阳能电池、组件生产原辅材料等。其中，大部分设备及耗材已完全实现国产化，但仍有少部分设备及原辅材料由于关键技术一直被国外公司掌握和限制，国内尚未攻关，难以实现国产化。太阳能电池银浆便是其中之一。太阳能电池银浆制备技术是高效低成本太阳能电池的关键技术，太阳能电池银浆更是制造太阳能电池的主要原材料。目前市场上太阳能电池银浆基本上被美国DUPANT、美国FERRO和德国Hereaus这三家公司垄断。在太阳能电池银浆市场上，中国制造尚处于空白状态，国内太阳能电池生产所用的银浆是全部采用进口的，造成太阳能电池银浆成为比多晶硅料对外依存度 还更高的原材料，严重的制约了我国光伏产业的发展和壮大。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于光伏组件的可印刷的银浆，高温加热固化后，具有优良的导电性、粘结力和表面平整度。为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案如下一种用于光伏组件的银浆， 其特征在于，采用下列材料按重量百分比混合制成银粉60-85%，树脂10-30%，改性剂 1-5%，交联剂3-8%，催化剂0. 001-0. 01%,增粘剂0. 5-2%，分散剂0. 5-3%，硅油2-15%, 其它辅助材料2-10%。优选粒径在60nm-30um的银粉，利用改性剂对双酚A型氰酸酯和环氧树脂的共聚体进行改性，提高树脂的固化性能，优选与改性后共聚体相匹配的交联剂，加入适量的催化剂提高固化速度，由于本发明体系含有大量的固体和其它材料，添加一定量的分散剂，使得产品混合后更加均勻，为进一步提高产品的粘结力，我们添加适量的增粘剂，同时辅助添加一定量的辅助材料，提高产品的储存稳定性、印刷性能和导电性能。本发明选用双酚A型氰酸酯和环氧树脂的共聚体为粘结基础材料，它既有优良的粘结力、抗氧化、耐腐蚀的特性，在本发明中，共聚体添加量为10-30%。研究发现，使用聚倍半硅氧烷对其进行改性，可以大幅提高共聚体的耐湿热性能，从而提高产品的耐候性，而且在高温(280-400°C )烧结后，与没有经过改性的共聚体相比较，具有更好的耐热性。在试验中，我们以环氧基倍半硅氧烷为主，复合添加聚苯基倍半硅氧烷、聚甲基倍半硅氧烷的、八乙烯基笼形倍半硅氧烷，添加对其改性，以达到粘结强度、柔韧性的统一。在本发明中，改性剂添加量为1-5%为了使交联剂与改性后的共聚体有良好的配合性能，经过反复试验，我们优选倍半硅氧烷类型交联剂作为此体系的交联剂。我们优选具有带有端羟基或端氨基的笼型倍半硅氧烷，经过对多种倍半硅氧烷和的试验，我们优选出七聚笼型倍半硅氧烷三硅醇、八羟基笼形倍半硅氧烷、十二氨基笼形倍半硅氧烷，它们对改性共聚体具有良好的交联速度和交联度，且交联后具有很小的收缩性，在本发明中，添加量为3-8 %。为了进一步控制产品的交联速度，我们根据实际需要，选择性添加催化剂，在本发明中，我们优选的三苯基膦氯化钼，添加量为0.1-1% .本发明体系中，既有大量的固体颗粒，也有许多有机材料，包括溶剂等，要使得产品具有良好的均勻性，不仅需要溶剂和填料调节产品的稠度，还可以适当加入分散剂，提高搅拌和储存期间的均勻性。
硬脂酰胺与高级醇并用，可明显改善本发明体系的润滑性和热稳定性，在本发明中，我们优选有机分散剂，包括己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯。在本发明中，以上材料混合添加量为0. 5-3%试验发现，本发明基础材料体系，在高温烧结后，由于共聚体体系本身的耐高温性能较差，其粘结力大幅下降，我们优选一些增粘剂，可以增加高温烧结后产品与基板的粘结力。在本发明中，增粘剂是指以下一种或者多种的混合物Y-[(2，3)_环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷，N-苯胺丙基三乙氧基硅烷，添加量为0. 5-2%。添加一定量的溶剂和填料作为辅助材料，可以调节产品的稠度，以利于印刷。季铵盐阳离子表面活性剂，不仅降低体系的表面能，增加固体颗粒与溶剂体系的相溶性，而且季铵盐阳离子表面活性剂具有一定的导电性，试验发现固化后其可以增加产品体系的导电性。氧化聚乙烯蜡的长链分子上带有一定量的酯基或皂基，因而内外润滑作用比较平衡，效果较好，其透明性也好。配以少量的聚氧乙烯脂肪胺，可进一步提高产品的均勻性和储存稳定性。本发明优选溶剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、二乙二醇单丁醚和异构C1 3聚氧乙烯醚， 这些高沸点溶剂可以增加产品的流动性。本发明中，选用乙炔炭黑为填料，因为乙炔炭黑不仅可以增加稠度，而且具有导电性能。在本发明中，同时添加一定量的氢化蓖麻油，不仅可以进一步提高产品的均勻性，而且大幅增加产品的触变性，从而提高产品的可印刷性能。以上辅助材料根据实际需要混合添加，总体添加量控制在2-10%为宜。本产品在350-400°C烧结后，不仅导电性能和粘结力更加突出，而且表面平整、收缩率小、内部无气泡，抗氧化和耐冷热循环特性良好。适用于导电性能要求更高的光伏太阳能组线连接。
具体实施例方式实施例1首先利用1份聚甲基倍半硅氧烷和1. 5份八乙烯基笼形倍半硅氧烷对20份双酚 A型氰酸酯和环氧树脂共聚体进行改性。另外在改性后的共聚体中，添加2份七聚笼型倍半硅氧烷三硅醇、1. 5份十二氨基笼形倍半硅氧烷、0. 7份γ -[ (2，3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷、0. 6份N-苯胺丙基三乙氧基硅烷、0. 8份的三苯基膦氯化钼溶液、0. 3份硬脂酸单甘油酯、0. 4份油酸酰、0. 5 份甲基戊醇、0. 2份脂肪酸聚乙二醇酯、0. 6份季铵盐阳离子表面活性剂、0. 5份聚氧乙烯脂肪胺、0. 2份脂肪醇聚氧乙烯醚，0. 3份异构C13聚氧乙烯醚、0. 6份氢化蓖麻油、1. 2份乙炔炭黑、67. 1份银粉本产品在300-400°C烧结后，不仅具有优良的导电性能和粘结力，而且表面平整、 收缩率小、内部无气泡。适用于大多数光伏太阳能组线的连接，并具有良好的抗氧化和耐侯性能。实施例2首先利用1. 5份聚苯基倍半硅氧烷和1份八乙烯基笼形倍半硅氧烷对17份双酚A型氰酸酯和环氧树脂共聚体进行改性。另外在改性后的共聚体中，添加1. 5份七聚笼型倍半硅氧烷三硅醇、1. 5份八羟基笼形倍半硅氧烷、0. 5份γ -[ (2，3)-环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷、0. 9份N-苯胺丙基三乙氧基硅烷、0. 7份的三苯基膦氯化钼溶液、0. 4份己烯基双硬脂酰胺、0. 3份三硬脂酸甘油酯、0. 5份甲基戊醇、0. 3三乙基己基磷酸、0. 7份季铵盐阳离子表面活性剂、0. 3份聚氧乙烯脂肪胺、0. 5份脂肪醇聚氧乙烯醚，0. 4份异构C13聚氧乙烯醚、0. 7份氢化蓖麻油、1份乙炔炭黑、70. 3份银粉本产品在350-400°C烧结后，不仅具有优良的导电性能和粘结力，而且表面平整、 收缩率小、内部无气泡，抗氧化和耐湿热性能突出。适用于耐湿热要求高的光伏太阳能组线连接。 本产品具有优良的耐冷热循环特性，适用于酷热与寒冷循环气候条件下光伏太阳能组件的封装，并具有优良的耐黄变、抗老化性能。实施例3首先利用1份聚苯基倍半硅氧烷和1份八乙烯基笼形倍半硅氧烷对15份双酚A 型氰酸酯和环氧树脂共聚体进行改性。另外在改性后的共聚体中，添加1. 2份七聚笼型倍半硅氧烷三硅醇、1. 3份八羟基笼形倍半硅氧烷、1份Y-[(2，3)_环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷、0.5份N-苯胺丙基三乙氧基硅烷、0. 3份的三苯基膦氯化钼溶液、0. 5份油酸酰、0. 2份三硬脂酸甘油酯、0. 5份甲基戊醇、0. 3纤维素衍生物、0. 3份古尔胶、0. 9份季铵盐阳离子表面活性剂、0. 5份聚氧乙烯脂肪胺、0. 2份脂肪醇聚氧乙烯醚，0. 5份异构C13聚氧乙烯醚、0. 8份氢化蓖麻油、1. 5份乙炔炭黑、72. 5份银粉。
权利要求
1.一种用于光伏组件的银浆，其特征在于，采用下列材料按重量百分比混合制成银粉60-85 %，树脂10-30 %，改性剂1-5 %，交联剂3-8 %，催化剂0. 001-0.01%,增粘剂 0. 5-2%，分散剂0. 5-3%，硅油2-15%,其它辅助材料2-10%。
2.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述银粉是指直径在 60nm-30um的银粉，添加量为60-85%。
3.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述树脂是指双酚A型氰酸酯和环氧树脂共聚体，添加量为10-30%。
4.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述改性剂是指以下一种或者几种的混合物聚苯基倍半硅氧烷、聚甲基倍半硅氧烷的和八乙烯基笼形倍半硅氧烷， 添加量为1_5%。
5.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述交联剂是指以下一种或者几种的混合物七聚笼型倍半硅氧烷三硅醇、八羟基笼形倍半硅氧烷和十二氨基笼形倍半硅氧烷，添加量为3-8%。
6.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述增粘剂是指以下一种或者多种的混合物Y-[(2，3)_环氧丙氧]丙基三乙氧基硅烷，N-苯胺丙基三乙氧基硅烷， 添加量为0. 5-2%。
7.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述催化剂是指的三苯基膦氯化钼，添加量为0.1-1%。
8.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述分散剂是指以下一种或者多种的混合物己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、油酸酰、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯，添加量为0. 5-3%。
9.根据权利要求1所述用于光伏组件的银浆，其特征在于，所述其它辅助材料包括季铵盐阳离子表面活性剂、聚氧乙烯脂肪胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构C13聚氧乙烯醚、二乙二醇单丁醚、氢化蓖麻油、乙炔炭黑，添加量为2-10%。
全文摘要
本发明公开了一种用于光伏组件的银浆，其特征在于，采用下列材料按重量百分比混合制成银粉60-85％，树脂10-30％，改性剂1-5％，交联剂3-8％，催化剂0.001-0.01％，增粘剂0.5-2％，分散剂0.5-3％，硅油2-15％，其它辅助材料2-10％；优选粒径在60nm-30μm的银粉，利用改性剂对双酚A型氰酸酯和环氧树脂的共聚体进行改性，提高树脂的固化性能，优选与改性后共聚体相匹配的交联剂，加入适量的催化剂提高固化速度。在本发明体系中，添加一定量的分散剂，添加一定量的分散剂，使得产品混合后更加均匀，为进一步提高产品的粘结力，添加适量的增粘剂，同时辅助添加一定量的辅助材料，提高产品的储存稳定性、印刷性能和导电性能。
文档编号H01L31/048GK102174241SQ201010616218
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者赵文川 申请人:东莞市阿比亚能源科技有限公司