低温导电银浆及异质结电池制造技术

本发明专利技术提供了一种低温导电银浆及异质结电池。以重量份计，该低温导电银浆包括85

【技术实现步骤摘要】
低温导电银浆及异质结电池


[0001]本专利技术涉及太阳能电池制造
，尤其涉及一种低温导电银浆及异质结电池。

技术介绍

[0002]硅异质结太阳电池是以晶体硅为基础，经过清洗制绒、在晶体硅正面第一受光面依次沉积本征非晶硅层和N型非晶硅层、在背面第二受光面依次沉积本征非晶硅层和P型非晶硅层、在第一受光面和第二受光面同时沉积透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide：TCO)，最后在第一受光面和第二受光面，利用丝网印刷技术，采用热固型低温树脂浆料制备金属电极，得到硅异质结太阳电池。
[0003]TCO膜在可见光范围内(波长380
‑
760nm)具有80％以上的穿透率，且电阻很低，其成分主要有In，Sb，Zn，Sn，Cd及其氧化物的复合物。目前在HIT电池中使用的主要薄膜材料有ITO(97:3)，ITO(90:10)和SCOT，IWO，AZO，IOH，ICO，IMO等，在HIT电池制备过程中，需要将低温导电银浆通过丝网印刷在TCO膜上，浆料必须有较高的导电性以及和TCO基底形成良好的欧姆接触，低温烧结后的银栅线和TCO基材必须有着高的附着力以防止其脱落，银栅线还需要有良好的焊接性和高的焊接拉力以实现后续组件的安装和连接。目前市场上的银浆主要是适用于ITO(氧化铟锡)基材，随着HIT电池技术的快速发展，其他薄膜作为电子基材的电池会越来越普遍，本公司在该领域持续研发，先后开发出适用于不同TCO基材的浆料，虽然浆料有不错的焊接拉力，较低的接触电阻及较高的电转化效率，但是在实际生产中，由于浆料配方组分不同，需要经常更换浆料，降低了工作效率并增加了浆料的浪费。因此，亟待开发一款可以通用多种TCO薄膜的低温导电银浆。
[0004]现有技术中主要是针对银浆综合性能的提升，没有关于银浆对不同的TCO基材的接触方面的研究。浆料与TCO基材接触，不仅要考虑固化后与基材的焊接拉力，还要考虑固化后电极栅线的体电阻、接触电阻，良好的焊接拉力可以方便电池片的后续加工及能提高电池整体的使用寿命，较低的体电阻及接触电阻可以有效的提高光电转化效率，而电性能与焊接拉力往往不好平衡。
[0005]此外，现有的银浆一般是在零下温度的情况下运输，以避免银浆在常温发生固化、不稳定，但这种运输方式会直接导致运输成本升高、运输过程容易出现意外情况等问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种低温导电银浆及异质结电池，该低温导电银浆常温储存稳定性高、且可以适用于不同TCO基材，兼顾高导电性和高焊接拉力。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种低温导电银浆，以重量份计，该低温导电银浆包括85
‑
95份导电银粉、2
‑
6份热固性树脂、1
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5份封端聚氨酯预聚体、0.5
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3份硅烷偶联剂、0.1
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1份固化剂、0.1
‑
2份扩链剂。
[0008]在上述低温导电银浆中，添加封端聚氨酯预聚体能够提高低温导电银浆的常温储存性。具体地，在常温条件下，经过封端的聚氨酯预聚体能够在银浆体系中长期稳定贮存；当低温烧结至80℃以上时(例如进行丝网印刷、烘干)，封端聚氨酯预聚体发生去封端反应转化为聚氨酯预聚体，则所述聚氨酯预聚体与扩链剂、热固性树脂和硅烷偶联剂发生交联固化反应。低温导电银浆体系中的去封端的聚氨酯不仅对不同被粘基材的表面有着较好的适应性，而且自身内聚能较大、具有相当高的强度，有利于提高焊接拉力。
[0009]在本专利技术的具体实施方案中，所述封端聚氨酯预聚体可以是通过聚酯多元醇和异氰酸酯合成聚氨酯预聚体、再利用封端剂对聚氨酯预聚体封端得到的。利用聚酯多元醇和异氰酸酯合成聚氨酯预聚体的工艺可以采用常规的聚氨酯预聚体合成工艺。
[0010]在上述聚氨酯预聚体合成工艺中，采用聚酯多元醇可以向聚氨酯预聚体分子中引入内交联，使制得的聚氨酯预聚体具有一定的支化度和交联度。具体地，所述聚酯多元醇可以包括聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二乙醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇等中的一种或两种以上的组合。
[0011]在本专利技术的具体实施方案中，所述聚酯多元醇的数均分子量范围一般为400
‑
1000。
[0012]在本专利技术的具体实施方案中，所述异氰酸酯可以包括2,4
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甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等中的一种或两种以上的组合。
[0013]在本专利技术的具体实施方案中，本专利技术采用的封端剂(又称封闭剂)易与聚氨酯预聚体进行封闭反应，解封温度适中，在满足快速解封的同时，也能保证固化产物的成膜性。例如，所述封端剂可以包括酰胺类化合物、酰亚胺类化合物、丙二酸酯类化合物、己内酰胺类化合物、环己酮胺类化合物和甲乙酮肟类化合物中的一种或两种以上的组合。
[0014]更具体地，所述封端剂可以选择丙酮肟、甲乙酮肟、丙二酸二乙酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二辛脂等小分子挥发性封端剂。
[0015]在本专利技术的具体实施方案中，所述封端聚氨酯预聚体中聚氨酯预聚体的异氰酸酯根含量一般为10
‑
40wt％。
[0016]在本专利技术的具体实施方案中，所述封端聚氨酯预聚体的制备方法包括：将异氰酸酯与聚酯多元醇混合形成第一反应体系进行预聚合反应，当第一反应体系中的异氰酸基的含量达到10
‑
40wt％，冷却，得到聚氨酯预聚体；然后向聚氨酯预聚体加入封端剂形成第二反应体系进行封端反应直至反应体系中不含有游离的异氰酸基，得到所述封端聚氨酯预聚体。
[0017]在上述封端聚氨酯预聚体的制备方法中，所述异氰酸酯与聚酯多元醇一般按照异氰酸基与羟基的摩尔比为1.2
‑
2.0:1添加。
[0018]在上述封端聚氨酯预聚体的制备方法中，所述封端剂的摩尔量与第二反应体系中异氰酸基的初始摩尔量(即得到聚氨酯预聚体时第一反应体系中的异氰酸基的摩尔量)之比一般控制为0.5
‑
1:1。
[0019]在上述封端聚氨酯预聚体的制备方法中，所述预聚合反应的温度一般为40
‑
70℃。
[0020]在上述封端聚氨酯预聚体的制备方法中，所述封端反应的温度一般控制为50
‑
80℃、例如50
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70℃、60℃等。
[0021]在上述封端聚氨酯预聚体的制备方法中，所述第一反应体系和第二反应体系的溶剂包括甲苯等。
[0022]本专利技术采用的热固性树脂可以在200℃以下的温度进行固化反应。所述热固性树脂可以包括不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚丁二烯树脂、热固性丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或两种以上的组合。其中，所述热固性树脂一般包括液态环氧树脂，例如包括4,5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温导电银浆，以重量份计，该低温导电银浆包括85
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95份导电银粉、2
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6份热固性树脂、1
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5份封端聚氨酯预聚体、0.5
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3份硅烷偶联剂、0.1
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1份固化剂、0.1
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2份扩链剂。2.根据权利要求1所述的低温导电银浆，其中，所述封端聚氨酯预聚体是通过聚酯多元醇和异氰酸酯合成聚氨酯预聚体、再利用封端剂对所述聚氨酯预聚体封端得到的；优选地，所述聚酯多元醇包括聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二乙醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇中的一种或两种以上的组合；优选地，所述聚酯多元醇的数均分子量范围为400
‑
1000；优选地，所述异氰酸酯包括2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合；优选地，所述封端剂包括酰胺类化合物、酰亚胺类化合物、丙二酸酯类化合物、己内酰胺类化合物、环己酮胺类化合物和甲乙酮肟类化合物中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述封端剂包括小分子挥发性封端剂，所述小分子挥发性封端剂优选包括丙酮肟、甲乙酮肟、丙二酸二乙酯、癸二酸二乙酯、癸二酸二辛脂中的一种或两种以上的组合；优选地，所述封端聚氨酯预聚体中聚氨酯预聚体的异氰酸酯根质量含量为10
‑
40wt％。3.根据权利要求1或2所述的低温导电银浆，其中，所述封端聚氨酯预聚体的制备方法包括：将异氰酸酯与聚酯多元醇混合形成第一反应体系进行预聚合反应，当第一反应体系中的异氰酸基的含量达到10
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40wt％，冷却，得到聚氨酯预聚体；然后向聚氨酯预聚体加入封端剂形成第二反应体系进行封端反应直至反应体系中不含有游离的异氰酸基，得到所述封端聚氨酯预聚体；优选地，异氰酸酯与聚酯多元醇按照异氰酸基与羟基的摩尔比为1.2
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2.0:1添加，所述封端剂的摩尔量与第二反应体系中异氰酸基的初始摩尔量之比为0.5
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1:1；优选地，所述预聚合反应的温度为40
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70℃，所述封端反应的温度为50
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80℃、更优选为50
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70℃、进一步优选为60℃。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的低温导电银浆，其中，所述热固性树脂包括不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、环氧树...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪玮，汪山，周欣山，
申请(专利权)人：苏州晶银新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：