专利名称：一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及晶体硅太阳电池，特别是涉及一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂及其制备方法。
背景技术：
有机粘合剂是晶体硅太阳电池用正面银浆的主要成分之一，用于为银浆提供一个稳定的分散系统，负责烧结前的粘结。它的选取直接影响到银浆的流平性、粘度、附着力及烘干烧结特性等。有机粘合剂主要由高分子树脂、有机溶剂及表面活性剂等几个部分组成。其中，高分子树脂的作用是决定正面银浆的粘稠性和塑性，这类高分子一般是网状或链状。有机溶剂的功能是改变银粒子之间及银粒子与分散介质间的相互作用，可增加银浆的悬浮力和流动性，对银粒子间的凝聚、结块起到抑制作用。同时，有机溶剂的挥发性还决定了膜层的质 量，其挥发应是有层次的，不能集中在某一温度范围内。挥发的过快不易在膜层表面形成孔洞和微裂纹，但过慢又会导致涂覆后不易烘干，烧结后有缺陷产生。表面活性剂可用来降低粘合剂与固体颗粒界面的表面张力，使有机粘合剂能充分润湿固体颗粒的表面。表面活性剂在导电浆料中还起分散和稳定作用。对有机粘合剂的要求是贮存状态下对银浆中的固体粉末成分具有良好的分散性，印刷时具有均匀涂布性，干燥后使固体粉末具有良好的粘结强度。为了达到上述使用效果，必须对有机粘合剂的体系和各组分配比做出深入、细致的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能优良的晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂。该有机粘合剂具有较宽的挥发范围，且在烧结温度下具有较低的残留量。该有机粘合剂可使银浆中的固体粉末具有良好的分散性或悬浮性，久置后浆料无分层和沉淀现象，印刷时能均匀涂布，无气泡产生。使用该有机粘合剂配制的银浆具有较好的导电性能。本发明的另一目的是提供所述晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂的制备方法。本发明提供的一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂由以下质量份配比的原料制成乙基纤维素4-10份，丙烯酸树脂0-5份，吐温0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇单丁醚醋酸酯15-35份组成。优选地，所述的吐温为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温_80。本发明提供的一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂的制备方法，包括以下步骤
(1)预混合将制备有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，电动搅拌混合；
(2)溶解将反应釜的温度设置为80-120°C，恒温搅拌，形成均一溶液；
(3)自然冷却，检测即得。
优选地，所述步骤(I)中电动搅拌的速度为100-200转/min，电动搅拌的时间为30-60min ;所述步骤(2)中搅拌速度为150-250转/min，搅拌时间为2_6小时。本发明有机粘合剂经检测，具有以下优点
(I)该有机粘合剂对正面银浆中的固体粉末有很好的分散性，降低了粉体的团聚倾向，使粉体颗粒分布均匀。(2)该有机粘合剂具有较宽的挥发范围，且挥发后残留量较低。(3)使用该机粘合剂制备的正面银浆在硅基片上印刷均匀，无气泡。(4)该有机粘合剂应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡18. 3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率> 17. 0% ;该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2.5N (含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。·
(5)该有机粘合剂的制备工艺简单，易于操作。
具体实施例方式以下实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。实施例I
按质量份乙基纤维素4份，丙烯酸树脂2份，吐温-20 5份，乙二醇丙醚18份，丁基卡必醇醋酸酯30份，油酸丁酯6份，二乙二醇单丁醚醋酸酯35份组成。将组成有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，以150转/min的速度电动搅拌混合60min。然后将反应釜的温度设置为90°C，搅拌桨速度设置为200转/min，恒温搅拌4小时，形成均一溶液。自然冷却，检测。其沸程为120-300°C，粘度为860mpa · S (Brookfeild粘度计)，0_600°C热重分析残留量为I. 2%。将该有机粘合剂与银粉、无机粘结剂按一定比例配制成正面银浆，将该银浆用325目丝网分别印刷于单晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶体硅太阳电池的生产工艺流程制成电池片后测试其光电转换效率的数据为应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡18. 3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡17. 0% ;该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2. 5Ν (含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。实施例2
按质量份乙基纤维素8份，丙烯酸树脂I份，吐温-20 3份，乙二醇丙醚30份，丁基卡必醇醋酸酯25份，油酸丁酯10份，二乙二醇单丁醚醋酸酯23份组成。将组成有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，以150转/min的速度电动搅拌混合45min。然后将反应釜的温度设置为100°C，搅拌桨速度设置为200转/min，恒温搅拌3小时，形成均一溶液。自然冷却，检测。其沸程为120-300°C，粘度为760mpa*S (Brookfeild粘度计)，0_600°C热重分析残留量为O. 7%。将该有机粘合剂与银粉、无机粘结剂按一定比例配制成正面银浆，将该银浆用325目丝网分别印刷于单晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶体硅太阳电池的生产工艺流程制成电池片后测试其光电转换效率的数据为应用于单晶硅太阳电池上的量产转换效率彡18. 3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产转换效率彡17. 0% ;该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2. 5N (含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。实施例3
按质量份乙基纤维素10份，丙烯酸树脂5份，吐温-40 3份，乙二醇丙醚28份，丁基卡必醇醋酸酯16份，油酸丁酯8份，二乙二醇单丁醚醋酸酯30份组成。将组成有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，以180转/min的速度电动搅 拌混合50min。然后将反应釜的温度设置为110°C，搅拌桨速度设置为230转/min，恒温搅拌4小时，形成均一溶液。自然冷却，检测。其沸程为120-300°C，粘度为1160mpa · S (Brookfeild粘度计)，0-600°C热重分析残留量为O. 4%。将该有机粘合剂与银粉、无机粘结剂按一定比例配制成正面银浆，将该银浆用325目丝网分别印刷于单晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶体硅太阳电池的生产工艺流程制成电池片后测试其光电转换效率的数据为应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡18. 3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡17. 0% ;该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2. 5Ν (含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。实施例4
按质量份乙基纤维素9份，丙烯酸树脂3份，吐温-60 8份，乙二醇丙醚29份，丁基卡必醇醋酸酯10份，油酸丁酯9份，二乙二醇单丁醚醋酸酯32份组成。将组成有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，以180转/min的速度电动搅拌混合35min。然后将反应釜的温度设置为120°C，搅拌桨速度设置为230转/min，恒温搅拌5小时，形成均一溶液。自然冷却，检测。其沸程为120-300°C，粘度为1250mpa · S (Brookfeild粘度计)，0_600°C热重分析残留量为I. 6%。将该有机粘合剂与银粉、无机粘结剂按一定比例配制成正面银浆，将该银浆用325目丝网分别印刷于单晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶体硅太阳电池的生产工艺流程制成电池片后测试其光电转换效率的数据为应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡18. 3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率彡17. 0% ;该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2. 5Ν (含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。
权利要求
1.一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂，其特征在于由以下质量份配比的原料制成乙基纤维素4-10份，丙烯酸树脂0-5份，吐温0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇单丁醚醋酸酯15-35份。
2.根据权利要求I所述的晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂，其特征在于所述吐温为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温-80。
3.权利要求I所述的晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤 (O预混合将制备有机粘合剂的原料按比例投入反应釜内，电动搅拌混合； (2)溶解将反应釜的温度设置为80-120°C，恒温搅拌，形成均一溶液； (3)自然冷却，检测即得。
4.根据权利要求3所述的晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中电动搅拌的速度为100-200转/min，电动搅拌的时间为30_60min。
5.根据权利要求3所述的晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中搅拌速度为150-250转/min，搅拌时间为2_6小时。
全文摘要
本发明公开了一种晶体硅太阳电池正面银浆用有机粘合剂，该有机粘合剂由以下质量份配比的原料制成乙基纤维素4-10份，丙烯酸树脂0-5份，吐温0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇单丁醚醋酸酯15-35份。本发明还公开了上述有机粘合剂的制备方法。本发吸有机粘合剂的沸程为120-300℃，粘度为270-1300mpa·S(Brookfeild粘度计)，0-600℃热重分析残留量为0-2%。用该有机粘合剂配制的正面银浆具有较好的分散性，久置后无分层和沉降现象，该产品应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.3%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥17.0%；该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2.5N(含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉)。
文档编号C09J101/28GK102898974SQ20121036887
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者丁冰冰, 倪妙妮 申请人:广州市儒兴科技开发有限公司, 无锡市儒兴科技开发有限公司