一种含银铜合金粉的主栅浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种含银铜合金粉的主栅浆料及其制备方法，所述主栅浆料包括如下重量组分：银粉75

A main grid slurry containing silver copper alloy powder and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含银铜合金粉的主栅浆料及其制备方法


[0001]本专利技术属于晶硅太阳能电池
，具体涉及一种含银铜合金粉的主栅浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着光伏装机量越来越大，光伏电池银消耗占比工业用银越来越高，光伏银浆降银或者替代银愈加急迫。传统的分步印刷主栅银浆，为了保证有较好的导电率均是使用纯银浆匹配特定的玻璃以达成导电以及焊接的需求。因此，此类主栅银浆银占比高，印刷过程中银单耗高，成本难以有效控制。另外为了降低体电阻率、改善焊接可靠性，主栅银浆均会使用一定量的玻璃粉以实现电池组件的可靠性。不可避免的，高温过程中，相对过量的玻璃粉会腐蚀硅片表面的氮化硅层、恶化钝化，降低开压。此外，主栅副栅玻璃在烧结过程中容易相互作用，恶化对硅片的损伤、进一步降低开压，影响电性能。
[0003]传统的副栅银浆由于Cu与Si容易形成合金，在电池结构中形成复合中心，恶化电性能，因此实际副栅银浆中，均避免或者少接触铜元素。所以，即使是电阻率接近，在实际的副栅银浆生产中，较少提及使用铜以及铜合金粉。但是，分步印刷过程中，主栅作为汇流条收集母线，不需要烧穿氮化硅直接接触硅表面，因此即使是引入铜以及铜合金粉均不会对电性能有恶化。专利CN111863309A以及专利CN110648781A等提及的主栅浆料配方中，一般均是使用不同粒径、比表的银粉混合或是针对各种无机氧化物设计获得低腐蚀、高可靠性主栅浆料配方，鲜有提及使用低熔点合金粉制备主栅银浆。此类主栅银浆，由于需要保证一定的可靠性，玻璃量相对较高或玻璃腐蚀性相对较强，实际在浆料的占比均会在0.6％
‑
1.8％，高玻璃含量不利于氮化硅层的保护，恶化了电池效率，影响了终端功率的输出。

技术实现思路

[0004]针对上述问题情况，本专利技术提供一种含银铜合金粉的主栅浆料，解决传统银浆中银占比高而导致成本高，以及玻璃含量高而影响电池性能等技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种含银铜合金粉的主栅浆料，配方包括银粉75％
‑
90％，玻璃粉0.2％
‑
2％，银铜合金粉0.1％
‑
20％，有机载体8％
‑
25％，各组分质量和为100％。
[0007]所述银铜合金粉，包括但不限于银铜二元合金粉、三元合金粉、四元合金粉等银铜为主体相的合金粉，所述银铜合金粉在浆料中可以是一种合金粉、也可以是多种此类合金粉的混合，既可以是不同银铜配比多种二元合金的粉的混合，也可以是二元合金粉与三元合金粉等银铜为主体的合金粉的混合；铜银合金粉尺寸在0.5μm
‑
3.5μm，尤其D50在1.5μm
‑
2μm左右，主栅浆料既有较好的印刷性，又能有极佳的电性能、可靠性；所述合金粉比表面积在0.3m2/g
‑
4m2/g，优选在0.4m2/g
‑
0.8m2/g可以获得较好的烧结活性，以获得极佳的综合性能。
[0008]所述银铜合金粉在浆料质量占比在0.1
‑
20％均可以获得较好的主栅综合性能，尤
其在2％
‑
10％范围内，浆料既可以节省银单耗又可以获得出色的可靠性与电性能。
[0009]所述玻璃粉，可以为常见的Mn
‑
Cu体系玻璃、Pb
‑
Si
‑
Ti体系玻璃，尤其在Mn
‑
Cu体系中所述主栅浆料可以获得极佳的综合性能及市场表现；所述玻璃粉含量在0.2％
‑
2％，尤其Pb
‑
Si
‑
Ti体系在0.5％
‑
0.8％浆料性能极其出色，Mn
‑
Cu体系玻璃在0.8％
‑
1.5％浆料性能表现及其出色。
[0010]所述银粉D50在0.5
‑
2μm之间，尤其银粉D50在0.8
‑
1.2μm，主栅浆料有较好的烧结活性以及出色的电性能；所述银粉可以是一种D50在0.5
‑
2μm之间的单一银粉，也可以是D50在0.5
‑
2μm之间的多种银粉组合，尤其D50为0.8
‑
1.1μm尺寸的银粉为主体，搭配使用少量D50在0.5
‑
0.6μm分散较好的亚微米银粉可获得出色的性能。
[0011]所述银粉在浆料配方的质量占比在75％
‑
90％，尤其主体银粉占比在70％
‑
75％、添加银粉2％
‑
5％搭配使用2％
‑
10％银铜合金粉可以获得极佳的综合性能。
[0012]所述有机载体包括溶剂、增塑剂、触变剂、增稠剂、分散剂等组成，浆料中实际质量占比在8％
‑
25％：有机载体包括如下重量百分数的各组分：70％～80％溶剂、1％～10％增塑剂、2％～5％触变剂、15～25％增稠剂、2％～10％分散剂。
[0013]所述溶剂为丁基卡必醇醋酸酯、醇酯十二、松油醇、二乙二醇二丁醚、二乙二醇单丁醚一种或多种的组合。
[0014]所述增塑剂为三醋精、二醋精、醇酯十六、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯的一种或多种的组合。
[0015]所述触变剂包括聚酰胺腊、氢化蓖麻油、气相二氧化硅的一种或多种的组合。
[0016]所述增稠剂包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚丙烯酸树脂、松香甘油酯、聚乙烯缩丁醛、环氧树脂、聚酯树脂的一种或多种的组合。
[0017]所述分散剂包括有机酸类分散剂、胺类分散剂、丙烯酸类分散剂、有机硅类分散剂的一种或多种的组合。
[0018]本专利技术还提出了一种含银铜合金粉的主栅浆料的制备方法，包括如下工艺步骤：
[0019](1)有机载体的制备：将70％～80％溶剂、1％～10％增塑剂、2％～5％触变剂、15～25％增稠剂、2％～10％分散剂按照一定比例水浴加热溶制均匀，获得均匀的有机载体；
[0020](2)将玻璃粉、银粉、银铜合金粉按特定的比例加到步骤(1)溶制的均匀有机载体中，搅拌混合均匀；
[0021](3)将步骤(2)得到的混合均匀浆料置于三辊轧机轧制4
‑
6次，获得细度小于6μm的均匀银浆。
[0022]将制得的均匀主栅银浆印刷于单晶PERC蓝膜片，再印刷副栅浆料，770℃共烧后，即制得成品的单晶PERC电池。
[0023]本专利技术通过在主栅浆料中引入低熔点银铜合金粉，一方面，银铜合金与焊料有较好的润湿性，不影响后续组件的焊接可靠性，可获得较好的可靠性；另一方面，由于银铜系合金粉熔点相对纯银粉低，烧结过程中与银粉浸润性佳，即使在低玻璃含量条件下，也可获得致密的主栅电极，以进一步降低体电阻率。同时，由于银铜合金粉的引入，体系活性提高，银浆玻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：银粉75
‑
90％，玻璃粉0.2
‑
2％，银铜合金粉0.1
‑
20％以及有机载体8
‑
25％，所述银粉为单一银粉或多种不同粒径银粉混合物，所述有机载体包括溶剂、增塑剂、触变剂、增稠剂、分散剂。2.根据权利要求1所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述有机载体包括如下重量百分数的各组分：70％～80％溶剂、1％～10％增塑剂、2％～5％触变剂、15～25％增稠剂、2％～10％分散剂。3.根据权利要求1所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述银粉为如下情形之一：D50在0.5
‑
2μm之间的单一银粉、D50在0.5
‑
2μm之间的多种银粉组合。4.根据权利要求2所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述银粉包括D50为0.8
‑
1.1μm的主体银粉，和D50为0.5
‑
0.6μm的亚微米搭配银粉。5.根据权利要求1所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述玻璃粉为Mn
‑
Cu体系玻璃、Pb
‑
Si
‑
Ti体系玻璃中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述银铜合金粉为银铜为主体的银铜二元合金粉、银铜三元合金粉、银铜四元合金粉中的至少一种。7.根据权利要求5所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述银铜合金粉的粒径为0.5
‑
3.5μm，比表面积为0.3m2/g
‑
4m2/g。8.根据权利要求1所述的一种含银铜合金粉的主栅浆料，其特征在于，所述溶剂为丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小龙，冯海鹏，史伟，刘洁，
申请(专利权)人：上海银浆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：