一种可快速固化烧结的HJT低温银浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，按照重量百分比计算，原料的组成包括：88‑94％微米银粉、0.05‑4％纳米银粉、2‑5％脂环族环氧树脂、0.5‑4％双酚型环氧树脂、0.1‑0.5％固化剂、2‑5％有机溶剂和0‑1.5％有机助剂；所述纳米银粉的粒径为5‑20nm；固化温度为150‑180℃时的所述可快速固化烧结的HJT低温银浆的固化时间为8‑20min。本发明专利技术还提出了所述可快速固化烧结的HJT低温银浆的制备方法，采用纳米银粉预分散后再混合的工艺，制得的所述可快速固化烧结的HJT低温银浆含有的微米银粉和纳米银粉分布均匀、固化时间短温度低，并且具有较低的接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种可快速固化烧结的HJT低温银浆及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池材料
，具体涉及一种可快速固化烧结的HJT低温银浆及其制备方法。
技术介绍
太阳能发电是一种利用光伏效应将太阳光能直接转化成电能的新型发电技术，具有清洁环保、安全可靠、资源丰富、应用领域宽等优点，被认为是未来最有发展前途的新能源利用技术之一。异质结晶硅太阳电池(HJTSiliconSolarCell，HJT)作为新型高效太阳电池之一，具有制备流程简单、无高温烧结、转换效率高、温度系数低、无光衰等特点，一直备受市场和资本的关注。目前的HJT晶硅太阳电池生产所用的低温固化银浆烘干后其单次固化时间需要30min以上，总固化时间约90min，固化时间长而不能满足高产量的生产需求。而现有技术的HJT低温固化银浆若采用时间过快的低温固化，会导致银层溶剂残留、烧结的致密性不足和树脂固化不完全等问题，造成HJT太阳电池的导电性和可靠性差。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，快速固化后形成的银电极接触电阻低和附着力稳定。本专利技术的另一目的为提供一种工艺简单有效的HJT低温银浆的制备方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，按照重量百分比计算，原料的组成包括：88-94％微米银粉、0.05-4％纳米银粉、2-5％脂环族环氧树脂、0.5-4％双酚型环氧树脂、0.1-0.5％固化剂、2-5％有机溶剂和0-1.5％有机助剂；所述纳米银粉的粒径为5-20nm；固化温度为150-180℃，固化时间为8-20min。优选的，所述微米银粉包括片状银粉和球状银粉，所述片状银粉平均粒径为1-15.μm，比表面积大于1.5m2/g；所述球状银粉的粒径为0.2-6μm，比表面积大于1.0m2/g；所述片状银粉与球状银粉的重量比为(10-80):(20-90)。优选的，所述纳米银粉的比表面积大于10m2/g；所述纳米银粉为球状银粉或类球状银粉；所述纳米银粉的表面包裹有有机包覆剂，所述有机包覆剂为有机酸或有机胺。优选的，所述脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、3,4环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷和乙烯基环己烯双环氧中的一种或几种；所述双酚型环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂和氢化双酚F型环氧树脂中的一种或几种；所述脂环族环氧树脂的环氧当量为100-500；所述双酚型环氧树脂的环氧当量为500-4000。优选的，所述固化剂包括阳离子型固化剂或咪唑类固化剂；所述阳离子固化剂为胺封闭六氟锑酸盐和/或三氟化硼-单乙胺络合物；所述咪唑类固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑和2-苯基咪唑中的一种或几种。优选的，所述有机溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚、醇酯十二、松油醇、乙二醇苯醚、二乙二醇二乙醚和己二酸二甲酯中的一种或几种；所述有机助剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和丙烯酸单体中的一种或几种。本专利技术的一些实施例中，所述片状银粉平均粒径为2-6μm，所述球状银粉的平均粒径为0.3-2μm；所述脂环族环氧树脂的环氧当量为150-200；所述双酚型环氧树脂的环氧当量1000-2000；按照重量百分比计算，所述片状银粉与球状银粉的重量比为(30-50):(40-50)；所述脂环族环氧树脂的含量为3-4％；所述双酚型环氧树脂的含量为1-3％；所述纳米银粉的添加量为0.2-1％；所述固化剂的添加量为0.2-0.3％。进一步的，本专利技术还提出了以上所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆的制备方法，包括以下步骤：S1)按照重量百分比计算，分别称取微米银粉、纳米银粉、脂环族环氧树脂、双酚型环氧树脂、固化剂、有机溶剂和有机助剂；S2)将脂环族环氧树脂、双酚型环氧树脂与有机溶剂混合搅拌均匀，制得树脂液；S3)将纳米银粉与有机溶剂混合搅拌均匀，制得纳米银粉液；S4)将所述纳米银粉液与所述树脂液混合搅拌均匀，制得纳米银粉树脂液；S5)在搅拌的纳米银粉树脂液中加入微米银粉、固化剂、有机助剂和剩余的有机溶剂，搅拌均匀，制得半成品银浆；S6)将所述半成品银浆放入三辊研磨机进行研磨达到细度要求，即制得所述可快速固化烧结的HJT低温银浆。具体的，步骤S2)中，脂环族环氧树脂和双酚型环氧树脂的合计重量与有机溶剂的重量混合比为(90-99):(1-10)；步骤S3)中，纳米银粉与有机溶剂的重量混合比为(10-50):(50-90)；步骤S4)中，所述纳米银粉液与所述树脂液的重量混合比为(10-50):(50-90)。具体的，步骤S6)中，制得的所述可快速固化烧结的HJT低温银浆的细度小于20μm。本专利技术的有益效果：本专利技术的所述可快速固化烧结的HJT低温银浆，引入了粒径为5-20nm纳米银粉，该纳米银粉因具有超高的比表面积和优良的活性，纳米银粉在100-150℃环境下就可以熔化，与合适粒径的微米银粉配合使用的纳米银粉可将微米银粉的表面软化润湿，纳米银粉作为中间连接体可使微米银粉在150-180℃的低温下烧结，从而使得银浆的固化时间降低为8-20min，相比现有技术的HJT低温银浆的约30min固化时间，本专利技术所述可快速固化烧结的HJT低温银浆可明显提高HJT太阳能电池的生产效率。此外，通过控制5-20nm超细纳米银粉的添加量为0.05-4.0％可以有效提高HJT低温银浆固化烧结后的致密性，从而降低了形成的银层的体积电阻率，银层的致密度高附着力好，有利于提升采用本专利技术所述可快速固化烧结的HJT低温银浆制得的HJT太阳能电池的可靠性，通过超细纳米银粉的填充获得了银层致密度和细线印刷精度的有效平衡。本专利技术还提出了以上所述可快速固化烧结的HJT低温银浆的制备方法，采用纳米银粉预分散后再混合的工艺，制得的所述可快速固化烧结的HJT低温银浆含有的微米银粉和纳米银粉分布均匀、固化时间短温度低，并且具有较低的接触电阻。以上制备方法无需特殊设备，工艺简单有效。本专利技术解决了现有技术的HJT低温固化银浆快速固化后导电性下降，并且附着力差导致可靠性不足的技术问题。具体实施方式下面结合具体实施方式进一步说明本专利技术的技术方案。一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，按照重量百分比计算，原料的组成包括：88-94％微米银粉、0.05-4％纳米银粉、2-5％脂环族环氧树脂、0.5-4％双酚型环氧树脂、0.1-0.5％固化剂、2-5％有机溶剂和0-1.5％有机助剂；所述纳米银粉的粒径为5-20nm；固化温度为150-180℃，固化时间为8-20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，按照重量百分比计算，原料的组成包括：/n88-94％微米银粉、0.05-4％纳米银粉、2-5％脂环族环氧树脂、0.5-4％双酚型环氧树脂、0.1-0.5％固化剂、2-5％有机溶剂和0-1.5％有机助剂；/n所述纳米银粉的粒径为5-20nm；/n固化温度为150-180℃，固化时间为8-20min。/n

【技术特征摘要】
1.一种可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，按照重量百分比计算，原料的组成包括：
88-94％微米银粉、0.05-4％纳米银粉、2-5％脂环族环氧树脂、0.5-4％双酚型环氧树脂、0.1-0.5％固化剂、2-5％有机溶剂和0-1.5％有机助剂；
所述纳米银粉的粒径为5-20nm；
固化温度为150-180℃，固化时间为8-20min。


2.根据权利要求1所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，所述微米银粉包括片状银粉和球状银粉，所述片状银粉平均粒径为1-15.μm，比表面积大于1.5m2/g；
所述球状银粉的粒径为0.2-6μm，比表面积大于1.0m2/g；
所述片状银粉与球状银粉的重量比为(10-80):(20-90)。


3.根据权利要求1所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，所述纳米银粉的比表面积大于10m2/g；
所述纳米银粉为球状银粉或类球状银粉；
所述纳米银粉的表面包裹有有机包覆剂，所述有机包覆剂为有机酸或有机胺。


4.根据权利要求1所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，所述脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、3,4环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷和乙烯基环己烯双环氧中的一种或几种；
所述双酚型环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂和氢化双酚F型环氧树脂中的一种或几种；
所述脂环族环氧树脂的环氧当量为100-500；所述双酚型环氧树脂的环氧当量为500-4000。


5.根据权利要求1所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，所述固化剂包括阳离子型固化剂或咪唑类固化剂；
所述阳离子固化剂为胺封闭六氟锑酸盐和/或三氟化硼-单乙胺络合物；
所述咪唑类固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑和2-苯基咪唑中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的可快速固化烧结的HJT低温银浆，其特征在于，所述有机溶剂为二乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家敬，吕文辉，杨至灏，黄剑敏，黄良辉，周虎，
申请(专利权)人：佛山市瑞纳新材科技有限公司，广东南海启明光大科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44