一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，包括：按重量份，称取60～82份纳米银粉，8～10份环氧树脂，1～3份固化剂，0.5～1份助剂，1～6份稀释剂，0.7～1.8份附着力促进剂，0.4～1.4份防沉降剂和5～8份溶剂；将环氧树脂、固化剂和助剂混合，制备得到前驱体；将银粉与稀释剂和溶剂混合，制备得到银浆料；将制得的前驱体与银浆料混合，并在三辊机上进行混炼，混炼至浆料细度≤3.5μm，得到导电银浆粗料；向制得的导电银浆粗料中加入附着力促进剂和防沉降剂，搅拌混合后，得到导电银浆成品。本发明专利技术制得的导电银浆具有极高的导电性，极高的附着能力，硬度和抗弯折能力突出，满足了太阳能电池使用的苛刻要求，提高了太阳能电池的光电转化率。高了太阳能电池的光电转化率。

【技术实现步骤摘要】
一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池电极材料及导电银浆制备
，更具体地说，本专利技术涉及一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法。

技术介绍

[0002]导电银浆，又称金属化电极，是生产太阳能电池的重要材料，导电银浆通常通过印刷、真空蒸镀、电镀或喷涂的方式附着固化在太阳能电池正面和背面形成栅电极。太阳能电池是具有“光伏效应”的半导体器件，太阳能电池的PN结被光照后产生电压，即半导体材料将光能转化为电能，在电压产生的基础上，需要有联通回路将电压形成电流，将电流引出后，太阳能电池发出的电能才能被使用，由于导电银浆具有极佳的导电性能，因此就成为了太阳能电池正面电极和背面电极的常用材料。太阳能电池对正面用的导电银浆要求非常高，因为正面电极会直接影响太阳能电池的光电转换效率。太阳能电池的光电转换效率是指太阳能电池将光能(太阳能)转化为电能的转化率，由于能量损耗、材料及结构限制，目前商用的太阳电池的光电转换率在20％左右，最大的理论值也仅为29％。太阳能电池正面电极使用的导电银浆必须具有较低的接触电阻和体电阻，印刷出的电极的高宽比要大，以减少对阳光吸收的影响，同时导电银浆还要具有良好的可印刷性能，能在太阳能电池的正面印刷出及细的线条。
[0003]根据烧结或固化温度的不同，导电银浆又分为低温导电银浆和高温导电银浆，其中，低温导电银浆是指烧结温度在250℃以下的导电银浆。低温导电银浆具有固化温度低、粘结强度极高、电性能稳定、适合丝网印刷等优点。导电银浆的主要原料为银粉，外加树脂、固化剂、促进剂、稀释剂、附着力促进剂和防沉降剂，其中银粉充当导电的填料，成分占比最大，而银粉的品质也很大程度上决定了导电银浆的产品质量。对于使用强度较高的太阳能电池，导电银浆要同时兼顾导电性能、印刷性能和抗弯折性能。银粉的形状通常为片状或球状，片状银粉之间以面或线接触，可以提高导电银浆的导电性能，一般的片状银粉所制备的导电银浆的银粉含量为50～60wt％，得低含银量高导电率的导电银浆，但是片状银粉制备得到的导电银浆印刷性能和耐弯折能力会相应下降；球状银粉之间以点接触，可提高银浆流变性，适用于对印刷特性和耐弯折性等机械性能有较高要求的太阳能电池板，缺点是导电性能会相应下降，因此需要更高的银粉含量，一般这种导电银浆的银粉含量达到60～83％，同时高银粉含量还会导致导电银浆的粘度上升，从而影响导电银浆的印刷适应性。一般而言，银粉的粒径越小，表面状态波动性越大，易团聚，分散性能变差，同样会影响导电银浆的导电性能。因此，为了获得高导电性、高附着力、高强度的导电银浆，不仅需要对导电银浆的制备工艺进行改进，银粉制备工艺的改进同样也十分重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、按重量份，称取60～82份纳米银粉，8～10份环氧树脂，1～3份固化剂，0.5～1份助剂，1～6份稀释剂，0.7～1.8份附着力促进剂，0.4～1.4份防沉降剂和5～8份溶剂；将环氧树脂、固化剂和助剂混合，制备得到前驱体；将银粉与稀释剂和溶剂混合，制备得到银浆料；
[0007]步骤二、将步骤一制得的前驱体与银浆料混合，并在三辊机上进行混炼，混炼至浆料细度≤3.5μm，得到导电银浆粗料；
[0008]步骤三、向步骤二制得的导电银浆粗料中加入附着力促进剂和防沉降剂，搅拌混合后，得到导电银浆成品。
[0009]优选的是，其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂、丁烯环氧树脂、环戊二烯环氧树脂或聚酰胺树脂中的一种；
[0010]所述固化剂为乙二胺、己二胺、顺丁烯二酸酐、二甲基丙二胺或三甲基己二胺中的一种；
[0011]所述助剂为甲基咪唑、松油醇、聚醚或聚酰亚胺中的一种；
[0012]所述稀释剂为乙酸丁酯或乙二醇丁醚；
[0013]所述附着力促进剂为钛酸四乙酯和改性脲醛树脂的混合物，其中钛酸四乙酯与改性脲醛树脂的质量比为54∶1；其中改性脲醛树脂的改性方法为：按重量份，称取50～150g脲醛树脂和0.8～2g硅酸铝，将硅酸铝加入至1300mL甲醇中进行分散处理，搅拌速度250r/min，得到醇分散的硅酸铝浆液；向醇分散的硅酸铝浆液中加入脲醛树脂，搅拌混合均匀，得到醇分散的脲醛树脂
‑
硅酸铝混合浆液；向脲醛树脂
‑
硅酸铝混合浆液中加入γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷，加入NaOH溶液调节pH至8～9，升温至60～70℃，搅拌反应40min，过滤、水洗、干燥得到改性脲醛树脂；
[0014]所述防沉降剂为聚酰胺蜡；所述溶剂为乙酸乙酯、乙二醇、醇酯十二或丁基卡必醇中的一种。
[0015]优选的是，其中，所述步骤一中使用的银粉的制备工艺包括以下步骤：
[0016]步骤S1、向AgNO3溶液中加入碱性分散液，调节AgNO3溶液的pH值，得到银氨溶液；
[0017]步骤S2、向步骤S1得到的银氨溶液中加入葡萄糖，搅拌反应，将AgNO3溶液中的银离子还原为银单质，固液分离，分离出的固体为银粗粒，其中葡萄糖与AgNO3的摩尔比大于1∶2；
[0018]步骤S3、将步骤S2得到的银粗粒加入醇分散溶液中，搅拌反应2～5h，得到醇分散溶液分散的银浆液，银粗粒与醇溶液的质量比为1∶105～117；向银浆液中加入分散剂，搅拌、分散反应12～20h，得到银分散浆液；
[0019]步骤S4、对步骤S3得到的银分散浆液进行离心抽滤、洗涤、真空干燥、球磨粉碎，球磨介质为乙二醇，随后对粉碎的银粉进行二次分散、表面处理、洗涤、干燥，得到纳米银粉。
[0020]优选的是，其中，所述步骤S1中的AgNO3溶液浓度为200～350g/L；所述碱性分散液为质量分数30％的NaOH溶液和0.92g/mL氨水混合而成，NaOH溶液和氨水的体积比为2∶1，加入碱性分散液后调节AgNO3溶液的pH至8～13。
[0021]优选的是，其中，所述步骤S2中，向银氨溶液中加入葡萄糖后，搅拌速度为20r/
min，搅拌1h后静止反应1～3h，向溶液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入流速为22sccm，通入时间为20～30min，最后加热溶液，去除溶液中的二氧化碳和氨气。
[0022]优选的是，其中，所述步骤S3中使用的醇分散溶液的配置方法为：称取200g的聚乙二醇
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400液体，将聚乙二醇
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400液体倒入1200～1700mL甲醇中，超声分散20min，超声频率为2.5～5kHz，得到混合醇溶液A；向混合醇溶液A中加入柠檬酸和乙二醇，柠檬酸和乙二醇的体积比的用量为1∶1，乙二醇的体积为150～300mL，将柠檬酸、乙二醇与混合醇溶液A混合后，加热至70～8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按重量份，称取60～82份纳米银粉，8～10份环氧树脂，1～3份固化剂，0.5～1份助剂，1～6份稀释剂，0.7～1.8份附着力促进剂，0.4～1.4份防沉降剂和5～8份溶剂；将环氧树脂、固化剂和助剂混合，制备得到前驱体；将银粉与稀释剂和溶剂混合，制备得到银浆料；步骤二、将步骤一制得的前驱体与银浆料混合，并在三辊机上进行混炼，混炼至浆料细度≤3.5μm，得到导电银浆粗料；步骤三、向步骤二制得的导电银浆粗料中加入附着力促进剂和防沉降剂，搅拌混合后，得到导电银浆成品。2.如权利要求1所述的含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂、丁烯环氧树脂、环戊二烯环氧树脂或聚酰胺树脂中的一种；所述固化剂为乙二胺、己二胺、顺丁烯二酸酐、二甲基丙二胺或三甲基己二胺中的一种；所述助剂为甲基咪唑、松油醇、聚醚或聚酰亚胺中的一种；所述稀释剂为乙酸丁酯或乙二醇丁醚；所述附着力促进剂为钛酸四乙酯和改性脲醛树脂的混合物，其中钛酸四乙酯与改性脲醛树脂的质量比为54∶1；其中改性脲醛树脂的改性方法为：按重量份，称取50～150g脲醛树脂和0.8～2g硅酸铝，将硅酸铝加入至1300mL甲醇中进行分散处理，搅拌速度250r/min，得到醇分散的硅酸铝浆液；向醇分散的硅酸铝浆液中加入脲醛树脂，搅拌混合均匀，得到醇分散的脲醛树脂
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硅酸铝混合浆液；向脲醛树脂
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硅酸铝混合浆液中加入γ
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氨丙基三甲氧基硅烷，加入NaOH溶液调节pH至8～9，升温至60～70℃，搅拌反应40min，过滤、水洗、干燥得到改性脲醛树脂；所述防沉降剂为聚酰胺蜡；所述溶剂为乙酸乙酯、乙二醇、醇酯十二或丁基卡必醇中的一种。3.如权利要求1所述的含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，其特征在于，所述步骤一中使用的银粉的制备工艺包括以下步骤：步骤S1、向AgNO3溶液中加入碱性分散液，调节AgNO3溶液的pH值，得到银氨溶液；步骤S2、向步骤S1得到的银氨溶液中加入葡萄糖，搅拌反应，将AgNO3溶液中的银离子还原为银单质，固液分离，分离出的固体为银粗粒，其中葡萄糖与AgNO3的摩尔比大于1∶2；步骤S3、将步骤S2得到的银粗粒加入醇分散溶液中，搅拌反应2～5h，得到醇分散溶液分散的银浆液，银粗粒与醇溶液的质量比为1∶105～117；向银浆液中加入分散剂，搅拌、分散反应12～20h，得到银分散浆液；步骤S4、对步骤S3得到的银分散浆液进行离心抽滤、洗涤、真空干燥、球磨粉碎，球磨介质为乙二醇，随后对粉碎的银粉进行二次分散、表面处理、洗涤、干燥，得到纳米银粉。4.如权利要求3所述的含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的AgNO3溶液浓度为200～350g/L；所述碱性分散液为质量分数30％的NaOH溶液和0.92g/mL氨水混合而成，NaOH溶液和氨水的体积比为2∶1，加入碱性分散液后调
节AgNO3溶液的pH至8～13。5.如权利要求3所述的含纳米银粉的太阳能电池用低温导电银浆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，向银氨溶液中加入葡萄糖后，搅拌速度为20r/min，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹文坤，何嵘，陈涛，雷佳，杨帆，罗勇，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：