太阳能电池背面电极浆料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池背面电极浆料及其制备方法，原料中含有乙基己酸铋，将粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋混合并充分分散，再加入稀释剂调整粘度及流变性制得本发明的太阳能电池背面电极浆料，浆料中的液态乙基己酸铋会被烧结成玻璃体，不仅降低了浆料的固含量，有利于减少含银粉体和浆料的使用量，而且乙基己酸铋能够增加浆料与硅片之间的附着力，提高焊接力，进而提升电池光电转换效率；而且，采用银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合成含银粉体取代现有技术的纯银粉，大大降低浆料成本，进而降低电池片成本。
【专利说明】太阳能电池背面电极浆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属太阳能电池浆料领域，具体涉及一种太阳能电池背面电极浆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着信息产业的高速发展，电子浆料作为其关键材料扮演着重要的角色。因此高性能、低成本的原材料将大大提高电子产品的竞争能力，也必然成为电子浆料自身产业发展的必然条件。目前的正面及背面银浆的主要成分为金属银，属于贵金属系列，因此银浆是制备太阳能电池过程中除硅片外最昂贵的原材料之一。原材料的成本降低、国产化对于太阳能行业的低成本趋势将会有很重大的意义。近期国际银价在疯狂上涨，因此用贱金属取代银作为电极材料也成为降低成本的选择之一。
[0003]背面银浆对电池片电性能及可靠性都有着很大的影响，能够做出高于纯银性能的贱金属浆料具有很大的难度。背面银浆目前面临的主要问题就是降低使用成本，提高附着力。而这两个特征是互相矛盾冲突的。要降低使用成本就要使用较低固含量的银浆，而较低的固含量会导致浆料的可焊性和附着力的降低。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池背面电极浆料及其制备方法，本发明的制备方法简单，解决了纯贱金属浆料在电池片烧结过程中的氧化问题，适合于工业化生产，背面银浆中加入乙基己酸铋取代浆料中部分固体氧化铋，所制得的浆料固含量比含固体氧化铋的固含量有所降低，大大减少了浆料的使用量，降低了浆料和电池的生产成本，乙基己酸铋的加入也提高了背面银浆的附着力，且接触电阻小、焊接性附着力好、电池转换效率高。
[0005]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种太阳能电池背面电极浆料，包括粘合剂、含银粉体和稀释剂，还包含乙基己酸铋。
[0007]进一步地说，所述粘合剂、含银粉体、稀释剂和乙基己酸铋四者的重量比是(15%-25%): (40%-65%): (10%-35%):(10%_15%)。
[0008]进一步地说，所述乙基己酸铋原料的浓度为90%_99%，所述乙基己酸铋原料的含铋量为乙基己酸铋重量的2%-30%。
[0009]进一步地说，所述含银粉体由银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合而成且三者的重量比是(15%-40%): (50%-80%): (5%-10%)，所述镀银贱金属粉是镀银铜粉和镀银镍粉中的至少一种，所述镀银贱金属粉中的银的含量为镀银贱金属粉重量的2%-60%。
[0010]较佳的是，所述镀银贱金属粉的颗粒尺寸为2微米-30微米，所述镀银贱金属粉是球状、片状以及树枝状中的至少一种。
[0011]较佳的是，所述粘合剂是由动力粘度为200CP的乙基纤维素、动力粘度为300CP的乙基纤维素和二乙二醇丁醚混合而成且三者的重量比是(4%-20%):(2%-10%): (70%-90%)。
[0012]较佳的是，所述稀释剂是由二乙二醇丁醚与松油醇混合而成且两者的重量比是(50%-70%):(30%-50%)。
[0013]较佳的是，所述浆料的细度小于8微米。
[0014]上述太阳能电池背面电极浆料的制备方法包括下述步骤:
[0015]一、制备粘合剂；
[0016]二、制备含银粉体；
[0017]三、制备稀释剂；
[0018]四、将粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋混合并充分分散，再加入稀释剂调整粘度及流变性。
[0019]进一步地说,是包括下述步骤:
[0020]一、制备粘合剂:将动力粘度为200CP的乙基纤维素、动力粘度为300CP的乙基纤
维素和二乙二醇丁醚混合且三 者的重量比是(4%-20%):(2%-10%):(70%-90%),制得有机树脂粘合剂；
[0021]二、制备含银粉体:将银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合且三者的重量比是(15%-40%): (50%-80%): (5%-10%),制得含银粉体，其中，所述镀银贱金属粉是镀银铜粉和镀银镍粉中的至少一种，所述镀银贱金属粉中的银的含量为镀银贱金属粉重量的2%-60% ；
[0022]三、制备稀释剂:将二乙二醇丁醚和松油醇混合且两者的重量比是(50%_70%):(30%-50%)，制得稀释剂；
[0023]四、以原料总重量百分比计，所述粘合剂、含银粉体、稀释剂和乙基己酸铋四者的重量比是(15%-25%): (40%-65%): (10%_35%): (10%_15%)，其中，所述乙基己酸铋原料的浓度为90%-99%，所述乙基己酸铋原料的含铋量为乙基己酸铋重量的2%-30%，混合所述粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋，经分散机分散，再经三辊轧机调整细度，然后加入稀释剂调整粘度及流变性，制得太阳能电池背面电极浆料。
[0024]本发明的有益效果是:本发明太阳能电池背面电极浆料主要是在浆料原料中加入了乙基己酸铋，浆料在使用烧结过程中，浆料里面液态的乙基己酸铋会被烧结成玻璃体，不仅降低了浆料的固含量，有利于减少含银粉体和浆料的使用量，而且乙基己酸铋能够增加浆料与硅片之间的附着力，提高焊接力，进而提升电池光电转换效率；而且，采用银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合成含银粉体取代现有技术的纯银粉，大大降低浆料成本，进而降低电池片成本。
【具体实施方式】
[0025]实施例:本发明实施例1至8的太阳能电池背面电极浆料的原料配方如下:
[0026]实施例1:乙基己酸铋:15wt%,含银粉体50wt% (银粉7.5wt%、镀银贱金属粉37.5?丨％和5wt%玻璃粉)，粘合剂10wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素0.4wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素lwt°/c^P二乙二醇丁醚8.6wt%)，稀释剂25wt% (二乙二醇丁醚12.5wt°/c^P松油醇 12.5wt%)。
[0027]实施例2:乙基己酸铋:10wt%,含银粉体65wt%(银粉26wt%、镀银贱金属粉32.5wt%和6.5wt%玻璃粉)，粘合剂15wt%(动力粘度为200CP的乙基纤维素3wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素0.3wt%和二乙二醇丁醚11.7wt%),稀释剂10wt% (二乙二醇丁醚7wt%和松油醇3wt%)。
[0028]实施例3:乙基己酸铋:13wt%，含银粉体40wt%(银粉6wt%、镀银贱金属粉32wt%和2wt%玻璃粉)，粘合剂25wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素5wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素2.5wt%和二乙二醇丁醚17.5wt%),稀释剂22wt% (二乙二醇丁醚13.2wt%和松油醇 8.8wt%)。
[0029]实施例4:乙基己酸铋:Ilwt%，含银粉体60wt%(银粉13.2wt%、镀银贱金属粉42wt%和4.8wt%玻璃粉)，粘合剂18wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素1.08wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素0.72wt°/c^P二乙二醇丁醚16.2wt%)，稀释剂llwt% (二乙二醇丁醚6.05wt% 和松油醇 4.95wt%)。
[0030]实施例5:乙基己酸铋:12wt%，含银粉体55wt% (银粉16.5wt%、镀银贱金属粉34.65wt%和3.85wt%玻璃粉)，粘合剂20wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素2.4wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素1.2wt°/c^P二乙二醇丁醚16.4wt%)，稀释剂13wt% (二乙二醇丁醚 8.45wt% 和松油醇 4.55wt%)。
[0031]实施例6:乙基己酸铋:14wt%，含银粉体45wt% (银粉15.3wt%、镀银贱金属粉25.65wt%和4.05wt%玻璃粉)， 粘合剂23wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素4.14wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素1.84?丨％和二乙二醇丁醚17.02wt%)，稀释剂18wt% (二乙二醇丁醚12.24wt%和松油醇5.76wt%)。
[0032]实施例7:乙基己酸铋:12wt%，含银粉体41wt% (银粉10.25wt%、镀银贱金属粉28.29wt°/c^P 2.46wt%玻璃粉)，粘合剂12wt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素1.08wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素0.36?丨％和二乙二醇丁醚10.56wt%)，稀释剂35wt% (二乙二醇丁醚18.2wt%和松油醇16.8wt%)。
[0033]实施例8:乙基己酸铋:llwt%，含银粉体48wt% (银粉18.24wt%、镀银贱金属粉25.92wt%和3.84wt%玻璃粉)，粘合剂llwt% (动力粘度为200CP的乙基纤维素1.76wt%、动力粘度为300CP的乙基纤维素0.77?丨％和二乙二醇丁醚8.47wt%)，稀释剂30wt% (二乙二醇丁醚18.6wt%和松油醇11.4wt%)。
[0034]上述I至8实施例中，所述乙基己酸铋原料为液态且浓度为90%_99%，所述乙基己酸铋原料的含铋量为乙基己酸铋重量的2%-30% ;所述镀银贱金属粉是镀银铜粉和镀银镍粉中的至少一种，所述镀银贱金属粉中的银的含量为镀银贱金属粉重量的2%-60%。
[0035]根据上述配方，本发明太阳能电池背面电极浆料的制备方法如下:
[0036]一、制备粘合剂:将动力粘度为200CP的乙基纤维素、动力粘度为300CP的乙基纤维素和二乙二醇丁醚混合，制得有机树脂粘合剂；
[0037]二、制备含银粉体:将银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合，搅匀后搅拌I小时，制得含银粉体；
[0038]三、制备稀释剂:将二乙二醇丁醚和松油醇混合，制得稀释剂；
[0039]四、混合上述粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋，经分散机分散，再经三辊轧机调整细度至小于8微米，然后加入稀释剂搅拌I小时，调整粘度及流变性，制得太阳能电池背面电极衆料。
[0040]应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本发明权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种太阳能电池背面电极浆料，包括粘合剂、含银粉体和稀释剂，其特征在于:还包含乙基己酸铋。
2.如权利要求1所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述粘合剂、含银粉体、稀释剂和乙基己酸铋四者的重量比是(15%-25%): (40%-65%): (10%-35%): (10%_15%)。
3.如权利要求2所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述乙基己酸铋原料的浓度为90%-99%，所述乙基己酸铋原料的含铋量为乙基己酸铋重量的2%-30%。
4.如权利要求2所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述含银粉体由银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合而成且三者的重量比是(15%-40%): (50%-80%): (5%-10%)，所述镀银贱金属粉是镀银铜粉和镀银镍粉中的至少一种，所述镀银贱金属粉中的银的含量为镀银贱金属粉重量的2%-60%。
5.如权利要求4所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述镀银贱金属粉的颗粒尺寸为2微米-30微米，所述镀银贱金属粉是球状、片状以及树枝状中的至少一种。
6.如权利要求2所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述粘合剂是由动力粘度为200CP的乙基纤维素、动力粘度为300CP的乙基纤维素和二乙二醇丁醚混合而成且三者的重量比是(4%-20%):(2%-10%):(70%-90%)。
7.如权利要求2所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述稀释剂是由二乙二醇丁醚与松油醇混合而成且两者的重量比是(50%-70%): (30%-50%)。
8.如权利要求1所述的太阳能电池背面电极浆料，其特征在于:所述浆料的细度小于8微米。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池背面电极浆料的制备方法，其特征在于:包括下述步骤: 一、制备粘合剂； 二、制备含银粉体； 三、制备稀释剂； 四、将粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋混合并充分分散，再加入稀释剂调整粘度及流变性。
10.如权利要求9所述的太阳能电池背面电极浆料的制备方法，其特征在于:包括下述步骤: 一、制备粘合剂:将动力粘度为200CP的乙基纤维素、动力粘度为300CP的乙基纤维素和二乙二醇丁醚混合且三者的重量比是(4%-20%):(2%-10%):(70%-90%),制得有机树脂粘合剂； 二、制备含银粉体:将银粉、镀银贱金属粉和玻璃粉混合且三者的重量比是(15%-40%): (50%-80%): (5%-10%),制得含银粉体，其中，所述镀银贱金属粉是镀银铜粉和镀银镍粉中的至少一种，所述镀银贱金属粉中的银的含量为镀银贱金属粉重量的2%-60% ； 三、制备稀释剂:将二乙二醇丁醚和松油醇混合且两者的重量比是(5O %- 7 O % ):(30%-50%)，制得稀释剂； 四、以原料总重量百分比计，所述粘合剂、含银粉体、稀释剂和乙基己酸铋四者的重量比是(15%-25%): (40%-65%): (10%_35%): (10%_15%)，其中，所述乙基己酸铋原料的浓度为90%-99%，所述乙基己酸铋原料的含铋量为乙基己酸铋重量的2%-30%，混合所述粘合剂、含银粉体和乙基己酸铋，经分散机分散，再经三辊轧机调整细度，然后加入稀释剂调整粘度及流变性，制得太阳能电 池背面电极浆料。
【文档编号】H01B13/00GK103745763SQ201410027163
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】杨晶, 白海赞, 王国良, 章锡武 申请人:江苏欧耐尔新型材料有限公司