一种低温固化银浆及其制备方法和在异质结太阳能电池中的应用与流程

本发明属于太阳能电池银浆，尤其涉及一种低温固化银浆及其制备方法和在异质结太阳能电池中的应用。

背景技术：

1、异质结太阳能电池(hjt)无法承受高温处理，金属化需要在低温进行，因此200℃及以下的低温固化银浆的开发尤为重要。目前主流的hjt低温固化银浆一般由银粉颗粒、环氧树脂、固化剂以及溶剂和其他功能添加剂构成。和传统高温银浆通过高温烧结融合银粉不同，低温银浆主要通过环氧树脂的固化实现银粉颗粒的堆积定型以及银粉与基底之间的结合。因此低温银浆的体电阻率是高温银浆的2-3倍。

2、为了解决这一问题，一种可行的方法是除了主体银粉外，利用纳米颗粒熔点较低的特性在体系中引入能在固化温度以下进行烧结的纳米银粉以实现银粉之间的直接连接。这方面目前已有一些专利公开，但很少关注使用的纳米银的表面化学性能。在合成银纳米颗粒过程中，一般会使用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、长链羧酸等长链表面活性剂以控制粒径。在低温银浆中引入表面为长链表面活性剂的纳米银时，这些表面活性剂无法在200℃及以下的固化条件下去除，反而会吸附在纳米银表面，继而阻碍电流传输。虽然也有方法使用柠檬酸等短链表面活性剂合成纳米银，但短链表面活性剂空间位阻效果不足，纳米银干燥时易团聚，降低甚至失去纳米银高烧结活性的优势。因此，针对以上问题，需要提供一种可行的替代方案，以最大可能的利用纳米银在低温银浆中的“桥梁”作用。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低温固化银浆及其制备方法，通过用有机银盐代替银纳米颗粒，在环氧树脂加热固化时有机银盐热分解或者在还原剂协同作用下原位还原为银纳米颗粒，既能保证银纳米颗粒的高烧结活性，又避免传统工艺的烧结前银纳米颗粒团聚或者引入长链表面活性剂的弊端，同时还可以降低银纳米颗粒生产成本。本发明的低温固化银浆尤其适于在异质结太阳能电池中的大规模推广应用。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、本发明的第一方面提供一种低温固化银浆的制备方法，将有机银盐溶于溶剂，再加入环氧树脂和固化剂后混合均匀，得到分散液；将银粉加入所述分散液，混合均匀，得到所述银浆。

4、进一步地，根据实际需要，所述银浆经研磨，控制细度≤8μm。

5、进一步地，按照质量份，所述有机银盐为2～10份，银粉为85～95份，环氧树脂为2～10份，溶剂为1～5份，固化剂为0.1～0.5份。

6、优选地，所述加入环氧树脂和固化剂时还加入添加剂。

7、更优选地，所述添加剂的质量份≤1.5份。

8、进一步优选地，所述添加剂包括消泡剂、流平剂或还原剂中的一种或多种。

9、优选地，所述有机银盐包括三氟乙酸银、乙酰丙酮银、甲烷磺酸银或其衍生物中的一种或多种。

10、优选地，所述银粉包括片状银粉或球形银粉。

11、更优选地，所述片状银粉的粒径为1～10μm，所述球形银粉的粒径为0.5～1μm。

12、进一步优选地，所述银粉包括粒径为1～10μm的片状银粉和粒径为0.5～1μm的球形银粉的混合物，所述片状银粉和球形银粉的质量比为1:3～3:1。

13、优选地，所述固化剂包括三氮化硼脂肪胺络合物和/或三氟化硼脂肪胺络合物。

14、更优选地，所述脂肪胺碳链长度为2～8。

15、进一步优选地，所述固化剂还包括双氰胺、六氟锑酸盐、甲基四氢基邻苯二甲酸酐﹑十二烯基丁二酸酐、聚癸二酸酐或改性咪唑类固化剂中的一种或多种。

16、可选地，所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、dbe、十二醇酯、松油醇、丙二醇甲醚醋酸酯、1-苯氧基-2-丙醇或二乙酸甘油酯中的一种或多种。

17、可选地，所述环氧树脂包括双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂、氢化双酚f环氧树脂或双酚a二缩水甘油醚中的一种或多种。

18、本发明中，有机银盐先溶于溶剂后再均匀分散于环氧树脂内，在环氧树脂加热固化时有机银盐热分解或者在还原剂协同作用下原位还原为银纳米颗粒。而环氧树脂固化过程粘度增大，阻止了银颗粒的团聚融合。而且潜伏性固化剂三氮化硼脂肪胺络合物或三氟化硼脂肪胺络合物在加热时释放短链脂肪胺，既可以作为环氧树脂固化剂，又可以作为表面活性剂封端生成的银纳米颗粒。

19、本发明的第二方面还提供一种由所述的制备方法制得的低温固化银浆。

20、本发明的第三方面还提供一种所述的制备方法制得的低温固化银浆在异质结太阳能电池中的应用。

21、相比现有技术，本发明既能保证银纳米颗粒的高烧结活性，又避免传统工艺的烧结前银纳米颗粒团聚或者引入长链表面活性剂的弊端，同时还可以降低银纳米颗粒生产成本。

22、原位合成的银纳米颗粒参与银粉的熔合连接，并对粉体空隙进行填充，可提高hjt导电银浆固化后的致密性和导电性。

技术特征：

1.一种低温固化银浆的制备方法，其特征在于，将有机银盐溶于溶剂，再加入环氧树脂和固化剂后混合均匀，得到分散液；将银粉加入所述分散液，混合均匀，得到所述银浆。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银浆经研磨，控制细度≤8μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量份，所述有机银盐为2～10份，银粉为85～95份，环氧树脂为2～10份，溶剂为1～5份，固化剂为0.1～0.5份。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加入环氧树脂和固化剂时还加入添加剂；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机银盐包括三氟乙酸银、乙酰丙酮银、甲烷磺酸银或其衍生物中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银粉包括片状银粉或球形银粉；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂包括三氮化硼脂肪胺络合物和/或三氟化硼脂肪胺络合物；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁醚、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、dbe、十二醇酯、松油醇、丙二醇甲醚醋酸酯、1-苯氧基-2-丙醇或二乙酸甘油酯中的一种或多种；

9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的低温固化银浆。

10.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的低温固化银浆在异质结太阳能电池中的应用。

技术总结
本发明提供一种低温固化银浆及其制备方法和在异质结太阳能电池中的应用，属于太阳能电池银浆技术领域。该银浆的制备方法是将有机银盐溶于溶剂，再加入环氧树脂和固化剂后混合均匀，得到分散液；将银粉加入所述分散液，混合均匀，得到所述银浆。本发明通过用有机银盐代替银纳米颗粒，在环氧树脂加热固化时有机银盐热分解或者在还原剂协同作用下原位还原为银纳米颗粒，既能保证银纳米颗粒的高烧结活性，又避免传统工艺的烧结前银纳米颗粒团聚或者引入长链表面活性剂的弊端，同时还可以降低银纳米颗粒生产成本。本发明的低温固化银浆尤其适于在异质结太阳能电池中的大规模推广应用。

技术研发人员：周贤界,孙立志,卢晓鹏,黄勇彪
受保护的技术使用者：深圳众诚达应用材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17