一种低电阻率低温固化银浆制备方法与流程

本发明涉及导电银浆制备，特别是一种低电阻率低温固化银浆制备方法。

背景技术：

1、随着我国碳中和和碳达峰的提出，我国加大力度对新能源的开发力度，光伏电池作为其中的重要组成部分，也得到了大力发展和扶持，随着国家补贴的取消，光伏企业需要更注重光伏电池的技术创新迭代和成本控制，现阶段光伏电池主流为perc、topcon。hjt电池由于其简单的生产工艺流程，以及较高的转换效率和低光衰、低温度系数等一系列特性被各大电池企业视为下一代最有潜力的电池技术方向。

2、由于hjt电池前道生产过程中不涉及400℃以上的高温，且主要电池结构都是膜层结构，因此如果采用较高的温度会对电池结构产生破坏。hjt电池的网格线主要采取低温银浆印刷网格线。低温固化导电银浆因此需要具备如下特点：较低的电阻率，较低的粘度，较高的可印刷性，低的网格线迁移性，较高触变性，适当的导电相粒径，对ito膜具有好的粘接相容性，更低的成本、高耐候性。要是hjt光伏电池规模应用，则必须降低银浆的用量和银浆成本，国内企业同时发展气雾化法和湿法制银粉以及化学法制备银包劣金属粉，但都是球形或片状，为了达到更低的电阻率，行业采用大片状银粉或银铜合金粉等搭配球形银粉，或者多种粒径球形粉进行复配，得到振实密度更高的复合粉体。此种方法在降低电阻率方面确实能一定程度降低电阻率，但是缺点也非常明显：多种球状导电粉复配，需要采用纳米级的导电粉，存在价格高、难分散的缺点；采用片状导电粉，难得到高固含量浆料，易出现空鼓和印刷线迁移导致电阻率升高和降低光生电面积；当前主流是采用大片粉搭配多种球形导电粉体，此种方法在一定程度降低了电阻率，但存在批次稳定性差、电阻率难媲美高温银浆的缺点。因此还是难以降低导电银浆的使用量。因此需要兼具高触变、高可印刷性、高固含量、高耐候、低电阻率的银浆，才能实现hjt光伏电池规模产业化的需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供具有低电阻率和堆高性能制备简便、经济、具有较强实用性的一种低电阻率低温固化银浆制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低电阻率低温固化银浆制备方法，包括以下步骤：

3、(1)基料准备：

4、poss结构含硅环氧树脂：取3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙基硅烷，加入氢氧化钠溶液，搅拌，加入碳酸氢钠中和，加入二月桂酸二丁基锡，水浴真空蒸馏至没有馏分出现为止，得到无色透明树脂；

5、pedot：pss/hpsa树脂：取≥85％的乙醇水溶液作为溶剂，加入微量硫酸铁作为催化剂，并加入聚苯乙烯磺酸调节ph＝1～2，升温，加入少量引发剂过硫酸钠水溶液，滴加3,4-乙烯二氧噻吩单体，至溶液开始由透明变为浅黄色，然后分别滴加单体和过硫酸钠水溶液，直至溶液变为蓝黑色为止，满真空，抽离部分醇水混合物至固含量为40％，至40℃或以下后，加入二甲基亚砜稀释，加入3-羟基丙磺酸调整固含量至36％；

6、混合树脂制备：取poss结构含硅环氧树脂和pedot：pss/hpsa树脂搅拌至均质，抽真空至无可见气泡；

7、(2)导电粉末预处理：无水乙醇加入到反应釜中，然后边搅拌边加入定量的多面体银包铜粉和纳米银粉，直至成为均质的混合物，然后加入硅烷偶联剂45～60℃搅拌0.5～1h后，边搅拌边提升温度到75～85℃，并抽真空直至溶剂挥发完；多面体银包铜粉之间质量比配比：多面体银包铜粉1-3μm：多面体银包铜粉0.5-0.7μm＝1.61～1.62；多面体银包铜粉与纳米银粉之间的配比：银包铜粉：纳米银粉0.2～0.3μm＝5.7～9；银包铜粉中银质量占比30％～60％；

8、(3)银浆制备：将预处理后的银包铜粉和纳米银粉混合物边搅拌边加入到基料中，研磨三遍，至细度低于15μm；再将浆料转移到搅拌釜中，抽真空至搅拌釜视窗没有气雾，加入潜伏性酸酐固化剂、消泡剂，直至形成均质浆状，整个分散搅拌过程保持水循环冷却，防止浆料温度高于40℃以上；降低搅拌速真空排除气泡，30～60min后静置备用，多面体银包铜粉和纳米银粉混合物用量为导电浆料质量分数80～90％；

9、(4)印刷：沉积好tco膜的硅片上丝印出银网格，用显微镜监控银网格线的高度和宽度，再决定是否二次印刷；

10、(5)固化：将涂好片的硅片置于预热好的烘箱中10～20min，然后升温烘烤10min，再快速移至预热到200℃的烘箱10min，热风将已固化的导电网格涂片降温到45～55℃，再移出自然冷却到室温。

11、作为本发明的进一步改进：在步骤(1)poss结构含硅环氧树脂基料准备中，氢氧化钠溶液ph＝8，搅拌温度为60℃，搅拌时间为30min。

12、作为本发明的进一步改进：在步骤(1)poss结构含硅环氧树脂基料准备中，水浴真空蒸馏温度为81℃。

13、作为本发明的进一步改进：在步骤(1)pedot：pss/hpsa树脂加入聚苯乙烯磺酸后升温至85℃。

14、作为本发明的进一步改进：在步骤(1)混合树脂制备中，poss结构含硅环氧树脂和pedot：pss/hpsa树脂以200～350rpm转速搅拌，抽真空时转速为3～5rpm。

15、作为本发明的进一步改进：在步骤(2)中硅烷偶联剂为十六万基三甲氧基硅烷或十八烷基三甲氧基硅烷。

16、作为本发明的进一步改进：在步骤(3)中研磨使用三辊机，真空排除气泡步骤中转速为3～5rpm。

17、作为本发明的进一步改进：在步骤(4)中丝印的涂布速度为230mm/s。

18、作为本发明的进一步改进：在步骤(4)中银网格线高度达到10～20μm。

19、作为本发明的进一步改进：在步骤(5)中硅片置于预热好的烘箱中10～20min，预热温度为60℃，升温温度为120℃。

20、作为本发明的进一步改进：还包括接触电阻率测试，所述接触电阻率测试采用多功能太阳电池栅线接触电阻测试仪测试。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明方法克服了低温固化导电银浆电阻率高的弊端并简单实用，提供了一种新型的基于复配多面体导电粉堆积的低温固化银浆的制备方法，对固化后的银线进行电阻率测试和形貌表征，采用了pedot：pss/hpsa导电高分子材料，具有较低的电阻率和堆高触变性；是制备简便、经济、具有较强实用性的低电阻率低温固化银浆的制备方法。

技术特征：

1.一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(1)poss结构含硅环氧树脂基料准备中，氢氧化钠溶液ph＝8，搅拌温度为60℃，搅拌时间为30min。

3.根据权利要求2所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(1)poss结构含硅环氧树脂基料准备中，水浴真空蒸馏温度为81℃。

4.根据权利要求3所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(1)pedot：pss/hpsa树脂加入聚苯乙烯磺酸后升温至85℃。

5.根据权利要求4所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(1)混合树脂制备中，poss结构含硅环氧树脂和pedot：pss/hpsa树脂以200～350rpm转速搅拌，抽真空时转速为3～5rpm。

6.根据权利要求1所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(2)中硅烷偶联剂为十六万基三甲氧基硅烷或十八烷基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(3)中研磨使用三辊机，真空排除气泡步骤中转速为3～5rpm。

8.根据权利要求1所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(4)中丝印的涂布速度为230mm/s。

9.根据权利要求8所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(4)中银网格线高度达到10～20μm。

10.根据权利要求1所述的一种低电阻率低温固化银浆制备方法，其特征在于，在步骤(5)中硅片置于预热好的烘箱中10～20min，预热温度为60℃，升温温度为120℃。

技术总结
一种低电阻率低温固化银浆制备方法，包括以下步骤：基料准备、导电粉末预处理、银浆制备、印刷和固化；本发明方法克服了低温固化导电银浆电阻率高的弊端并简单实用，提供了一种新型的基于复配多面体导电粉堆积的低温固化银浆的制备方法，对固化后的银线进行电阻率测试和形貌表征，采用了PEDOT：PSS/HPSA导电高分子材料，具有较低的电阻率和堆高触变性；是制备简便、经济、具有较强实用性的低电阻率低温固化银浆的制备方法。

技术研发人员：蒋沅峰,刘冬丽,王琳,罗云,孙月,刘芷婷
受保护的技术使用者：珠海格力新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16