一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法与流程

文档序号:12404853阅读:500来源:国知局

本发明主要涉及喷墨打印领域,尤其涉及一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法。



背景技术:

目前制作薄膜的方法包括溅射、蒸镀、丝印、旋涂、刮涂、涂覆和喷墨打印等方法,其中溅射和蒸镀成本高,丝印厚度和精度不好可控制,旋涂不适于大规模生产,涂覆和喷墨打印可适用于低成本、连续、大面积的规模化工业生产中。与涂覆相比,喷墨打印的厚度和位置控制精确,具有微米级分辨率,可实现全数字图形输出,可通过计算机对加工过程灵活高精度控制;

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键,由于共轭效应显著,碳纳米管具有一些特殊的电学性质,碳纳米管具有良好的导电性能,由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当碳纳米管的管径大于6nm时,导电性能下降;当管径小于6nm时,碳纳米管可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性,尽管其超导转变温度只有1.5×10-4K,但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。



技术实现要素:

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)喷墨墨水的配制:所述的喷墨墨水是由下述重量份的原料组成的:

氯化铁27-30、硬脂酸钡3-4、聚乙烯醇1-2、辛基异噻唑啉酮0.4-1、三辛酸丁基锡0.5-1、二硫代水杨酸1-2、三烯丙基异氰脲酸酯3-4、三甲基苄基氯化铵0.5-1、二苯基硅二醇2-4、2-巯基苯并咪唑0.7-1、八钼酸铵0.5-1、聚山梨酯80 0.1-0.3、乳糖酸钙0.6-1、双丙酮丙烯酰胺0.3-1、氟硼酸铵2-3、甲基三乙氧基硅烷0.1-0.2、氧化聚乙烯蜡2-3、多壁碳纳米管40-50、无水乙醇适量;

所述的喷墨墨水的制备方法包括以下步骤:

a、将上述2-巯基苯并咪唑加入到其重量60-72倍的无水乙醇中,升高温度为70-75℃,加入上述辛基异噻唑啉酮,保温搅拌3-5分钟,得防腐醇液;

b、取上述三甲基苄基氯化铵,与多壁碳纳米管混合,加入到混合料重量160-200倍的去离子水中,超声处理1-2小时,得碳纳米管分散液;

c、将上述氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钡混合,加入到混合料重量10-20倍的无水乙醇中,送入到130-140℃的油浴中,保温搅拌14-17分钟,出料,与上述聚山梨酯80混合,搅拌至常温,得酯分散液;

d、将上述氯化铁、氟硼酸铵混合,加入到混合料重量50-60倍的去离子水中,搅拌均匀,与上述碳纳米管分散液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,滴加浓度为10-14%的氨水,调节pH为10-11,升高温度为190-200℃,保温搅拌6-7小时,出料,抽滤,将沉淀水洗2-3次,在80-90℃下真空干燥1-2小时,得铁碳复合材料;

e、将上述甲基三乙氧基硅烷加入到防腐醇液中,搅拌均匀,加入上述酯分散液、铁碳复合材料,超声10-20分钟,加入上述二苯基硅二醇,混合研磨20-30分钟,送入球磨罐中,加入剩余各原料,加入玛瑙球后密封,1000-1200转/分球磨24-26小时,即得所述墨水;

(2)将上述墨水注入到墨盒中,采用常规喷墨打印技术按预定图形沉积到预先处理好的基片上;

(3)将上述沉积到基片上的薄膜置于烘箱中干燥后,经热处理后形成太阳能电池薄膜。

一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法,所述的热处理温度为200-360℃,时间为10-70分钟。

本发明的优点是:

本发明采用氯化铁为前驱体,制得铁碳复合材料,而铁盐较低的氧化/还原电位可以使得使产物具有较小的直径和较高的电导率和结晶性,因此有效的提高了复合材料的导电性,提高了喷墨墨水的导电率,本发明还加入了辛基异噻唑啉酮等,有效的提高了墨水的防腐性能,提高了其贮存稳定性,延长了其使用寿命,本发明通过喷印制备的薄膜不仅具有很好的导电性,且薄膜强度高,综合性能优越。

具体实施方式

一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法,包括以下步骤:

(1)喷墨墨水的配制:所述的喷墨墨水是由下述重量份的原料组成的:

氯化铁30、硬脂酸钡3、聚乙烯醇1、辛基异噻唑啉酮0.4、三辛酸丁基锡0.5、二硫代水杨酸2、三烯丙基异氰脲酸酯3、三甲基苄基氯化铵0.5、二苯基硅二醇4、2-巯基苯并咪唑0.7、八钼酸铵0.5、聚山梨酯80 0.3、乳糖酸钙0.6、双丙酮丙烯酰胺0.3、氟硼酸铵2、甲基三乙氧基硅烷0.1、氧化聚乙烯蜡2、多壁碳纳米管50、无水乙醇适量;

所述的喷墨墨水的制备方法包括以下步骤:

a、将上述2-巯基苯并咪唑加入到其重量72倍的无水乙醇中,升高温度为70℃,加入上述辛基异噻唑啉酮,保温搅拌3分钟,得防腐醇液;

b、取上述三甲基苄基氯化铵,与多壁碳纳米管混合,加入到混合料重量200倍的去离子水中,超声处理1-2小时,得碳纳米管分散液;

c、将上述氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钡混合,加入到混合料重量20倍的无水乙醇中,送入到140℃的油浴中,保温搅拌17分钟,出料,与上述聚山梨酯80混合,搅拌至常温,得酯分散液;

d、将上述氯化铁、氟硼酸铵混合,加入到混合料重量60倍的去离子水中,搅拌均匀,与上述碳纳米管分散液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,滴加浓度为10-14%的氨水,调节pH为11,升高温度为200℃,保温搅拌6小时,出料,抽滤,将沉淀水洗2次,在90℃下真空干燥1小时,得铁碳复合材料;

e、将上述甲基三乙氧基硅烷加入到防腐醇液中,搅拌均匀,加入上述酯分散液、铁碳复合材料,超声20分钟,加入上述二苯基硅二醇,混合研磨30分钟,送入球磨罐中,加入剩余各原料,加入玛瑙球后密封,1200转/分球磨24小时,即得所述墨水;

(2)将上述墨水注入到墨盒中,采用常规喷墨打印技术按预定图形沉积到预先处理好的基片上;

(3)将上述沉积到基片上的薄膜置于烘箱中干燥后,经热处理后形成太阳能电池薄膜。

一种喷印制备太阳能电池薄膜的方法,所述的热处理温度为260℃,时间为40分钟。

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