一种TOPCon背面有机载体的制作方法

本发明属于太阳能电池，涉及一种topcon背面浆料有机载体。

背景技术：

1、隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(tunnel oxide passivated contact solarcell,topcon)是2013年在第28届欧洲pvsec光伏大会上德国fraunhofer太阳能研究所首次提出的一种新型钝化接触太阳能电池，首先在电池背面制备一层1～2nm的隧穿氧化层，然后再沉积一层掺杂多晶硅，二者共同形成了钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的界面钝化。

2、金属化是晶硅太阳电池生产的关键步骤，通过金属化导电浆料丝网印刷和烧结等手段，在硅片正面和背面制备金属化电极，从而将光生载流子导出电池。

3、本发明可以形成均匀稳定、粘结性强的有机载体，而且形成的有机载体具有一定的流动性和良好的印刷性，且化学稳定性高，灼烧后残留灰分也较低，可以广泛应用于topcon背面浆料；同时，通过采用上述有机载体制成的浆料还具有一定的塑形，进而能够有效解决由于树脂收缩而导致银粉脱落的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺点，本发明提供一种topcon背面浆料有机载体及应用。本发明通过调控所述有机载体原料种类及配比，优化浆料印刷性、流动性、塑形与附着力。

2、本发明提供一种topcon有机载体，所述有机载体包括如下质量百分含量的原料：树脂2～15％、溶剂73～86％、触变剂1～5％、助剂1～5％。

3、进一步的，所述树脂包括如下组分：ams树脂、醋酸丁酸纤维素、uv单体树脂。

4、进一步的，按有机载体质量计，所述ams树脂的质量比例为1～7％，醋酸丁酸纤维素的质量比例为0.5～4.5％，uv单体树脂的质量比例为0.5～4.5％。

5、优选的，按有机载体质量计，所述ams树脂的质量比例为3～6％，醋酸丁酸纤维素的质量比例为2～3％，uv单体树脂的质量比例为1～3％。

6、具体可选的，按有机载体质量计，所述ams树脂的质量比例为5％，醋酸丁酸纤维素的质量比例为3％，uv单体树脂的质量比例为2％；

7、或者，按有机载体质量计，所述ams树脂的质量比例为3％，醋酸丁酸纤维素的质量比例为3％，uv单体树脂的质量比例为3％。

8、本发明通过调控树脂的种类，选用含有羟基含量较高的树脂，其中所述uv单体树脂具有四个羟基，且具有一定保湿性的液态树脂；所述醋酸丁酸纤维素结构中同样具有一定的羟基含量，在提供附着力的同时还提供了浆料的流动性及过网性；所述ams树脂是一种低分子量增稠树脂，提供粘度的同时还具有塑形的作用。本发明将uv单体树脂，醋酸丁酸纤维素和ams树脂复配，不仅能够发挥各树脂自身的性能，而且能够协同增效，优化浆料的印刷性、流动性、塑形与附着力。

9、本发明所述醋酸丁酸纤维素、ams树脂在有机溶剂中加热溶解后与uv单体树脂分子链相互作用聚成一团，通过分子链条的支撑保持银浆的粘度，有利于溶剂分子、有机相与金属相紧密结合。本发明申请人通过大量实验证明，ams树脂占比低于1％，印刷后栅线过宽，塑形不够；ams树脂占比高于7％，有机载体的线宽过窄，不利于背面浆料的填充接触。同样，uv单体树脂，醋酸丁酸纤维素的添加量在本发明限定范围内，浆料的黏度适中，利于印刷。

10、进一步的，所述溶剂包括如下组分：二乙二醇己醚、丙二醇苯醚、双醋酯、dbe。

11、进一步的，按有机载体质量计，所述二乙二醇己醚的质量比例为15％～30％，所述丙二醇苯醚的质量比例为15～40％，所述dbe的质量比例为15～30％，所述双醋酯的质量比例为10～20％。

12、优选的，按有机载体质量计，所述二乙二醇己醚的质量比例为20～25％，所述丙二醇苯醚的质量比例为22.5～30％，所述dbe的质量比例为20.5～23％，所述双醋酯的质量比例为10～15％。

13、具体可选的，按有机载体质量计，所述二乙二醇己醚的质量比例为20％，所述丙二醇苯醚的质量比例为30％，所述dbe的质量比例为23％，所述双醋酯的质量比例为10％；

14、或者，按有机载体质量计，所述二乙二醇己醚的质量比例为25％，所述丙二醇苯醚的质量比例为22.5％，所述dbe的质量比例为20.5％，所述双醋酯的质量比例为15％。

15、本发明不仅通过溶剂的种类优化有机载体对浆料的流动性和湿润性，同时通过调控溶剂各组分的配比，使得到的有机载体配制的topcon背面浆料具有最佳的流动性和湿润性。当二乙二醇己醚的含量低于15％时，有机载体的润湿性变差，无法充分润湿银粉和玻璃粉，容易出现干浆；二乙二醇己醚的含量高于30％，浆料过网性太好，导致浆料印刷时湿重过高。丙二醇苯醚结构中醚键、羟基发挥良好的溶剂性能，同时丙二醇苯醚还具有增加塑性作用，但丙二醇苯醚低于15％，溶剂对浆料塑性的帮助很小，导致浆料线高偏低；双醋酯在溶剂中起到一个调节粘度的作用，当含量低于10％，浆料粘度偏低，不利于印刷，当双醋酯含量高于20％，浆料粘度过高，不利于印刷。dbe的酯基具有极强的疏水性能，能充分润湿银粉表面的疏水层包覆剂，提升银粉颗粒的流动性，dbe含量低于20％，银浆无法充分润湿，导致虚印、断栅；dbe含量高于30％，有机载体易挥发，浆料长时间印刷易干料，导致虚印、断栅。

16、进一步的，所述触变剂包括如下组分：聚酰胺蜡、气相二氧化硅、氢化蓖麻油。

17、进一步的，按有机载体质量计，所述聚酰胺蜡的质量比例为1～3％，气相二氧化硅的质量比例为0.1～0.5％，氢化蓖麻油的质量比例为0.2～1.5％。

18、优选的，按有机载体质量计，所述聚酰胺蜡的质量比例为2～2.5％，气相二氧化硅的质量比例为0.2～0.3％，氢化蓖麻油的质量比例为0.5～0.8％。

19、具体可选的，按有机载体质量计，所述聚酰胺蜡的质量比例为2％，气相二氧化硅的质量比例为0.2％，氢化蓖麻油的质量比例为0.8％；

20、或者，按有机载体质量计，所述聚酰胺蜡的质量比例为2.5％，气相二氧化硅的质量比例为0.3％，氢化蓖麻油的质量比例为0.5％。

21、本发明将聚酰胺蜡、气相二氧化硅、氢化蓖麻油复配得到触变剂，所述触变剂在银浆中与有机相、无机相形成氢键达到提升触变性能的作用。在高速剪切的丝网印刷过程中，在强大的剪切力作用下氢键骤然断裂，内部结构重构，浆料粘度降低。在剪切作用完成后，氢键重新形成，粘度上升，维持银浆塑性。触变剂在剪切作用下触变性降低，浆料流动性增强，在剪切力停止后，快速形成氢键和三维网状结构，提升银浆的粘度。聚酰胺蜡占比低于1％，银浆触变性不足，银浆栅线高宽比小；聚酰胺蜡占比高于3％，浆料流动性不足，栅线断栅较多，印刷性差。

22、进一步的，所述助剂包括如下组分：月桂醇的非离子乙氧基化醇、tegodispers270、十二胺。

23、进一步的，按有机载体质量计，所述月桂醇的非离子乙氧基化醇的质量比例为0.5～2.5％、tegodispers 270的质量比例为0.5～1.5％、十二胺的质量比例为0.5～2.5％。

24、优选的，按有机载体质量计，所述月桂醇的非离子乙氧基化醇的质量比例为2～2.5％、tegodispers 270的质量比例为1～1.2％、十二胺的质量比例为1～1.2％。

25、具体可选的，按有机载体质量计，所述月桂醇的非离子乙氧基化醇的质量比例为2％、tegodispers 270的质量比例为1％、十二胺的质量比例为1％；

26、或者，按有机载体质量计，所述月桂醇的非离子乙氧基化醇的质量比例为2.5％、tegodispers 270的质量比例为1％、十二胺的质量比例为1.2％。

27、银浆用玻璃粉表面一般表现为亲水性，玻璃粉难以在以脂性为主的有机载体中充分分散、均匀分布，造成银浆的玻璃粉容易团聚。在疏水环境中，表面活性剂亲水基团与玻璃粉结合，亲油基团与有机载体结合，形成胶束，使玻璃粉均匀分散在浆料中，避免团聚。本发明将月桂醇的非离子乙氧基化醇、tegodispers 270、十二胺复配，能够避免银浆的玻璃粉团聚。

28、本发明所提供的topcon有机载体在太阳能电池技术领域的应用。

29、本发明还要求保护所述topcon电池背面浆料，由上述的topcon有机载体、银粉和无机玻璃粉组成。

30、作为本发明的优选实施方式，所述topcon电池背面浆料中，topcon电池有机载体占背面浆料总质量的6％-18％，银粉占背面浆料总质量的75％～90％、无机玻璃粉占背面浆料总质量的1％～10％。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

32、(1)本发明通过调控树脂的种类，选用含有羟基含量较高的树脂，其中所述uv单体树脂具有四个羟基，且具有一定保湿性的液态树脂；所述醋酸丁酸纤维素结构中同样具有一定的羟基含量，在提供附着力的同时还提供了浆料的流动性及过网性；所述ams树脂是一种低分子量增稠树脂，提供粘度的同时还具有塑形的作用。本发明将uv单体树脂，醋酸丁酸纤维素和ams树脂复配，不仅能够发挥各树脂本身的性能，而且能够协同增效，优化浆料的印刷性、流动性、塑形与附着力。

33、(2)本发明通过调控溶剂的种类，选用含有醚键、羟基、酯基的溶剂，其中所述二乙二醇己醚具有较好的润湿性；丙二醇苯醚结构中醚键、羟基发挥良好的溶剂性能，同时丙二醇苯醚还具有增加塑性作用；dbe的酯基具有极强的疏水性能，能充分润湿银粉表面的疏水层包覆剂，提升银粉颗粒的流动性；双醋酯调节粘度。本发明将二乙二醇己醚、丙二醇苯醚、dbe和双醋酯复配，不仅能够发挥各组分本身的性能，而且能够协同增效，优化浆料的流动性和润湿性及印刷性。

34、(3)本发明通过调控触变剂提高浆料触变性、流平性，线型平整；调节表面活性剂的种类和比例，浆料混合均匀，提高填充接触；以及调控有机溶剂和树脂的种类和比例，优化浆料的流动性和湿润性。因此通过对有机载体各组分种类和配比的调控使得有机载体制备的topcon电池背面浆料具有粘度适中、适合印刷，适中的高宽比，润湿性好且附着力好的优点。