一种太阳能电池用导电浆料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能电池用导电浆料。
【背景技术】
[0002] 导电浆料属于电子信息材料之一，同时也是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材 料，导电浆料的制作与施工工艺对其性能有着很大的影响。导电浆料通常由导电粉体、玻璃 粉和有机载体组成，有机载体则由增稠剂、触变剂和有机溶剂组成。通常采用的增稠剂是乙 基纤维素、硝基纤维素或树脂类产品，最常用的则是乙基纤维素，其中，乙基纤维素中乙氧 基的含量在44. 0-49. 5重量％范围内，也就是市面上所称的K型或N型乙基纤维素。增稠 剂的作用是溶解在有机溶剂中形成粘稠溶液而提供粘性。
[0003] 触变剂为强极性高分子，通常选用改性氢化蓖麻油、聚酰胺微粉蜡、聚乙烯微粉蜡 等。触变剂溶解在40-70°C有机溶剂中，在静止状态时内形成一种网状结构，该结构只有在 高剪切应力状态下才能够被破坏。因此，浆料在网上静置时，即使丝网的孔径较大，也不容 易造成漏网。同样，浆料在长期储存时，金属粉体也不会沉降，从而起到防沉降的效果。而 且，当浆料在丝网上施工印刷时，其所受的剪切力增大，体系内的平衡状态被破坏，粘度变 小，浆料可顺利地从丝网中漏出，从而保证太阳能电池导电浆料具有良好的施工性能。但现 有的导电浆料在制备和施工的过程中仍然有很多问题，其会导致制备的电池的光电转换效 率低。
[0004] 因此，目前急需一种储存和施工性能良好的，能够提高太阳能电池的光电转换效 率的导电浆料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种太阳能电池用导电浆料。
[0006] 本领域的技术人员应该理解的是，实际应用中的常规导电浆料中的有机载体中都 含有触变剂，但本发明的发明人研究意外发现正是由于触变剂的存在，导致了导电浆料在 制备和施工的过程中的诸多问题，推测可能因为触变剂的触变性随温度的影响很大，含有 触变剂的导电浆料，在很小温度范围内的变化可引起浆料很大的粘度变化，并且，在较低的 温度下(如25°C或以下)，浆料的粘度很大，很不利于施工。另一个较大的原因是，触变剂分 子在较低温度下可聚集成团，从而将导电浆料中的导电金属粒子包裹成团，在施工印刷时， 得到的湿膜不平整，烧结后外观不好。另外，触变剂分子的平均分子量一般比较大，挥发温 度较高，印刷后烘干后得浆料膜层，在烧结炉过程中，处在触变剂挥发温度以上的温度的时 间很短，因此触变剂分子有或多或少的残余，该类残余物对电池片串阻有不利的影响，从而 拉低电池的光电转换效率。
[0007] 本发明的发明人在研究中意外地发现，有机载体中的增稠剂含有乙氧基含量为 49. 6-53. 0重量％的乙基纤维素时，有机载体中不需要添加触变剂，即可获得储存施工性能 良好和电池光电转换效率高等综合性能优的导电浆料。
[0008] 因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，该导电浆料 含有导电金属粉、玻璃粉、有机载体，所述有机载体含有增稠剂、有机溶剂和润滑剂，所述增 稠剂含有乙基纤维素，其中，所述乙基纤维素中的乙氧基含量为49. 6-53. 0重量％。
[0009] 优选地，该导电浆料由导电金属粉、玻璃粉、有机载体组成，所述有机载体由增稠 剂、有机溶剂和润滑剂组成，所述增稠剂含有乙基纤维素，其中，所述乙基纤维素中的乙氧 基含量为49. 6-53. 0重量％。
[0010] 优选地，所述增稠剂为乙基纤维素与硝基纤维素和/或树脂类产品的混合物；以 所述增稠剂的重量为基准，所述乙基纤维素的含量为50-99重量％。
[0011] 本发明中，采用高取代的乙基纤维素，乙氧基是一个较低极性的活性基团，极性比 触变剂中的活性基团低，因此，有较高乙氧基取代的乙基纤维素，其溶液在浆料体系中形成 三维网状结构的强度比触变剂弱，但又比低乙氧基取代的乙基纤维素的溶液在浆料体系中 形成三维网状结构的强度要强，即高取代的乙基纤维素的触变性处于中等，并且，乙基纤维 素溶液的粘度随温度变化的程度比触变剂小，另外，乙基纤维素的灼烧残留比触变剂少，采 用本发明所述的导电浆料能够提高太阳能电池的光电转换效率。
[0012] 因此，采用含有高取代的乙基纤维素为主体的增稠剂的导电浆料，该导电浆料具 有良好的施工性能，尤其是对于低粘度铝导电浆料，在较低温度下(如25°C或以下）也可无 剪切流动，长时间静置在丝网上，不会出现漏浆现象，印刷得到的图形边缘整齐、清晰、效果 好，浆料长时间储存放置（3个月以上)，在罐底部也不会出现沉降结块现象。由于有机载体 中不添加触变剂，因此烧结后有机残余少，形成的金属膜光滑平整，对硅基体附着力牢固。 将该浆料用在晶体硅太阳能电池上，电池的光电转换效率高。
[0013] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0014] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0015] 本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，该导电浆料含有导电金属粉、玻璃粉、 有机载体，所述有机载体含有增稠剂、有机溶剂和润滑剂，所述增稠剂含有乙基纤维素，其 中，所述乙基纤维素中的乙氧基含量为49. 6-53. 0重量％。
[0016] 根据本发明，有机载体中的增稠剂只要含有乙基纤维素，且乙基纤维素中乙氧基 含量为49. 6-53. 0重量％时，即可实现本发明的目的，即获得储存和施工性能良好，能够提 高太阳能电池的光电转换效率的导电浆料。但是为了替代触变剂的作用，并克服触变剂的 缺陷，更有效地提高太阳能电池的光电转换效率，优选地，该导电浆料由导电金属粉、玻璃 粉、有机载体组成，所述有机载体由增稠剂、有机溶剂和润滑剂组成，所述增稠剂含有乙基 纤维素，其中，所述乙基纤维素中的乙氧基含量为49. 6-53. 0重量％。
[0017] 根据本发明所述的导电浆料，其中，由于高取代的乙基纤维素生产难度大，价格较 高，因此为了进一步节约成本，增稠剂可以为乙基纤维素与硝基纤维素和/或树脂类产品 的混合物。
[0018] 根据本发明所述的导电浆料，其中，对硝基纤维素没有特殊的限定，例如，硝基纤 维素可以为L型(含氮量10. 7~11. 4重量％)或H型(含氮量11. 5~12. 2重量％)中的至 少一种。
[0019] 根据本发明所述的导电浆料，其中，对树脂类产品没有特殊的限定，只要能够与乙 基纤维素共同作用实现发明目的即可，例如树脂类产品可以选自醇酸树脂、酚醛树脂、环氧 树脂中、醛酮树脂和聚酮树脂中的至少一种。
[0020] 根据本发明所述的导电浆料，其中，当增稠剂为乙基纤维素与硝基纤维素和/或 树脂类产品的混合物时，由于采用硝基纤维素替代乙基纤维素可使电池板上导电浆料形成 的金属膜层变硬，采用树脂类产品替代乙基纤维素可使电池板上导电浆料形成的金属膜层 变软，为了保证金属膜层的机械强度和柔韧性，进而防止金属膜层的剥落，优选地，以增稠 剂的重量为基准，所述乙基纤维素的含量为50-99重量％。
[0021] 根据本发明所述的导电浆料，其中，乙基纤维素的粘度规格（以重量比乙醇：甲苯 =1 :4溶解测得的粘度，下同）可以在较宽范围内，例如可以为4.0-400mPa· S，为了进一步 降低生产成本，降低乙基纤维素的用量，优选地，乙基纤维素的粘度规格为50-300mPa · s， 进一步优选地，乙基纤维素的粘度规格为100_200mPa · s。
[0022] 根据本发明所述的导电浆料，其中，有机载体中增稠剂、有机溶剂和润滑剂的含 量可以为常规的含量，为了进一步提高最终制备的导电浆料的性能，并进一步提高制备的 太阳能电池片的性能，优选地，以所述有机载体的重量为基准，增稠剂的含量为3. 0-15重 量％、有机溶剂的含量为80-95重量％、润滑剂的含量为0. 5-5. 0重量％。
[0023] 根据本发明所述的导电浆料，其中，有机溶剂可以为常规的有机载体中需要添加 的有机溶剂，例如可以选自松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单丁 醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯和邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。
[0024] 根据本发明所述的导电浆料，其中，润滑剂可以为常规的有机载体中需要添加的 润滑剂，例如润滑剂可以为十六醇、十八醇、司班60、司班80和硬脂酸丁酯中的至少一种。
[0025] 在本发明中，有机载体的制备方法可以为常规的制备有机载体的方法，例如，可 以为将增稠剂和润滑剂溶解在有机溶剂中，加热后搅拌，直至完全溶解。为了缩短溶解的 时间，提高有机载体的制备效率，优选地，将增稠剂和润滑剂溶解在有机溶剂中，加热到 90-120°C后开始搅拌，搅拌时间为0. 5-2