低温固化银浆及其制备方法技术

本申请公开了一种低温固化银浆及其制备方法，该低温固化银浆的制备原料包括：银粉90~97质量份、环氧树脂1~5质量份、固化剂1~5质量份、活化剂0.1~0.3质量份、有机助剂0~1质量份和溶剂1~5质量份；其制备步骤包括混合步骤、研磨步骤、急冻步骤和回温步骤，其中急冻步骤的设置能够有效地降低银浆的体积电阻，并能增强银浆的焊接拉力，获得与太阳能硅片更好的粘接性。性。

【技术实现步骤摘要】
低温固化银浆及其制备方法


[0001]本申请涉及导电银浆
，具体地涉及一种低温固化银浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]从装机容量上看，光伏是全球范围内市场认可度最高、发展最快的可再生能源技术，同时也是实现碳中和的主要技术手段之一。太阳能电池具有清洁环保、应用范围广、操作简单、运行稳定、材料来源丰富、使用寿命长等诸多优点。其中异质结太阳电池技术日趋成熟，量产效率24.8%
‑
25.5%，预将成为下一代主流技术。
[0003]金属化技术已成为制约异质结电池技术发展的关键因素。现有金属化技术通过丝网印刷、高温烧结，使导电浆料在硅片表面形成可收集光生载流子的电极。浆料由导电相、粘结剂和有机载体等组成，在烧结过程与电池表面发生复杂的物理化学反应。
[0004]异质结太阳能电池的独特结构使得其不能经受超过250 ℃的高温处理，因此，与现有银浆固化技术并不匹配。国际上有关异质结电池用银浆的研究报道极少。目前，仅杜邦（索特）、贺利氏、日本京瓷等跨国企业开发了几款高性能浆料，据了解，其电极接触区的饱和电流密度小于100 fA/cm2，接触电阻率为1
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5 mΩcm2，可实现电池效率24.8%
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25.5%，但相关配方属于商业机密。现有银浆存在线宽比大、银单耗过多等缺点，阻碍电池价格的进一步降低。因此，开发适用于高效异质结太阳能电池的高性能、低成本银浆金属化技术对我国光伏产业发展具有重大的促进作用。
[0005]此外，目前的太阳电池生产所用的低温固化银浆由于较高的有机聚合物含量，导致其电阻过大，不利于太阳光能的转换和收集；而功率半导体封装用的烧结银则由于银粉烧结后的力学性能较差而无法满足现有需求。因此，亟需开发一种兼顾较低电阻值和较高焊接拉力的低温固化银浆。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于降低低温固化银浆的电阻、提升其粘接性、焊接拉力的性能。
[0007]为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：提供一种低温固化银浆，其制备原料包括：银粉90~97质量份、环氧树脂1~5质量份、固化剂1~5质量份、活化剂0.1~0.3质量份、有机助剂0~1质量份和溶剂1~5质量份。
[0008]作为一种优选，所述银粉包括88~92质量份的第一组分银粉和2~5质量份的第二组分银粉，所述第一组分银粉为微米银粉，所述第二组分银粉为纳米银粉。
[0009]作为另一种优选，所述第一组分银粉的平均粒径为0.05~0.2
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m，长度为2~5
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m。
[0010]作为另一种优选，所述第二组分银粉的平均粒径为30~50 nm。
[0011]作为另一种优选，所述第一组分银粉为片状，所述第二组分银粉为球状。
[0012]作为另一种优选，所述环氧树脂为稠环类环氧树脂。
[0013]作为另一种优选，所述活化剂选自有机酰卤和有机酸酐中的一种或两种的组合；所述有机酰卤选自乙酰氯、丙酰氯、乙酰溴、丙酰溴及其卤化取代物中的一种或多种的组
合；所述有机酸酐选自戊二酸酐、已二酸酐、卤代邻苯二酸酐中的一种或多种的组合。
[0014]进一步优选，所述固化剂选自酸酐类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或者两种的组合。
[0015]上述低温固化银浆的制备方法，包括以下步骤：混合步骤：将所述银粉分散在所述环氧树脂、所述固化剂、所述活化剂、所述有机助剂和所述溶剂中，得到半成品银浆；研磨步骤：将所述半成品银浆放入三锟研磨机中研磨至细度≤20
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m，将所述银粉分散均匀，得到研磨液；急冻步骤：将所述研磨液放入≤
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45 ℃环境中急冻0.5~1 h后，并于不高于
‑
40 ℃保存，得到急冻品；回温步骤：使用时，将所述急冻品在室温下回温1~2小时。
[0016]与现有技术相比，本申请的有益效果在于：（1）本申请的低温固化银浆，采用纳米银粉和微米银粉相互复配，将纳米银粉填充在微米银粉的间隙中，提升了银粉的比表面积，能够显著降低银粉的烧结温度，从而将制备得到的银浆电极的体积电阻降低；（2）本申请采用稠环环氧树脂，有利于改善银浆与太阳能硅片、芯片和底座之间的粘结力，改善银浆固化后的牢固性，同时能够降低银浆电极的体积电阻；（3）本申请采用有机酸酐活化剂，有效地促进银浆与太阳能硅片之间的粘合，进一步提高了太阳能电池的光电转换效率；（4）本申请在研磨后采用急冻步骤，将银粉与树脂溶液的研磨液放入
‑
45 ℃以下的温度进行急冻，有利于形成稳定的“环氧树脂
‑
固化剂”的分子结合，提升银浆的力学性能；（5）本申请低温固化银浆的制备步骤中设计有急冻步骤，能够使得原银粉表面的聚合物表面活性剂脱离银粉，银粉更好地与树脂溶液结合，增大了银浆的电导率；（6）本申请的制备工艺普适性强，可操作性强，无需增设其他设备，既能实现银浆性能的提升，经济性好。
具体实施方式
[0017]下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0018]本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0019]本申请提供一种低温固化银浆，包括以下质量份的原料：银粉90~97质量份、环氧树脂1~5质量份、固化剂1~5质量份、活化剂0.1~0.3质量份、有机助剂0~1质量份和溶剂1~5质量份。
[0020]优选的，银粉包括88~92质量份的第一组分银粉和2~5质量份的第二组分银粉，第一组分银粉为微米银粉，第二组分银粉为纳米银粉。
[0021]优选的，微米银粉的形状有片状银粉、近球形银粉和银包铜粉，更优选的是一种片状银粉。
[0022]优选的，片状第一组分银粉的厚度为0.05~0.2
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m，长度为2~5
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m。
[0023]优选的，第二组分银粉的形状为球状，其粒径为30~50 nm。
[0024]使用微米银粉与纳米银粉复配，有利于将纳米银粉填充于微米银粉的空隙中，提升银粉的比表面积，而使得该银粉制备的银浆电极体积电阻降低。
[0025]环氧树脂优选为稠环环氧树脂单体，具体为稠环萘型环氧树脂。
[0026]稠环环氧树脂的选用，能够明显改善制备的银浆与太阳能硅片、半导体芯片或底座之间的粘结力，有利于改善银浆固化后的牢固性，从而降低银浆电极的体积电阻。
[0027]优选的，固化剂选自酸酐类固化剂、咪唑类固化剂一种或两种的混合。
[0028]酸酐类固化剂例如甲基六氢苯酐、六氢苯酐或四氢苯酐。
[0029]咪唑及咪唑盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温固化银浆，其特征在于，其制备原料包括：银粉90~97质量份、环氧树脂1~5质量份、固化剂1~5质量份、活化剂0.1~0.3质量份、有机助剂0~1质量份和溶剂1~5质量份；所述银粉包括88~92质量份的第一组分银粉和2~5质量份的第二组分银粉，所述第一组分银粉为微米银粉，所述第二组分银粉为纳米银粉；所述环氧树脂为稠环类环氧树脂。2.如权利要求1所述的低温固化银浆，其特征在于，所述第一组分银粉的平均粒径为0.05~0.2
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m，长度为2~5
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m。3.如权利要求1所述的低温固化银浆，其特征在于，所述第二组分银粉的平均粒径为30~50 nm。4.如权利要求1所述的低温固化银浆，其特征在于，所述第一组分银粉为片状，所述第二组分银粉为球状。5.如权利要求1所述的低温固化银浆，其特征在于，所述活化剂选自有机酰卤和有机酸酐中的一种或两种的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷志杰，谭颖，乔一凡，
申请(专利权)人：浙江飞宜光电能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：