一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂及其制备方法，其包含改性聚乙烯醇、乙基纤维素、分散剂、流平剂和有机溶剂。本发明专利技术提供的改性聚乙烯醇具有如下式Ⅰ所示结构，改性聚乙烯醇通过以下步骤制备：（1）在反应器中加入去离子水和聚乙烯醇，加热至80

【技术实现步骤摘要】
一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]自太阳能电池诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应用，其转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的80％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破20％，全球年新增装机容量约50GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。
[0003]按基材的掺杂类型，晶体硅太阳能电池分为P型晶体硅太阳能电池和N型晶体硅太阳能电池。与P型晶体硅太阳能电池相比，N型晶体硅太阳能电池具有更高的转换效率和杂质容忍度，且基本上无光致衰减。由于N型晶体硅比P型晶体硅具有更长的少子寿命，所以N型晶硅电池通常可以做成双面PERC电池以增加电池的输出功率，增加值一般在20％以上。
[0004]双面PERC太阳能电池是一类特殊的晶体硅太阳电池，它的主要特征是在太阳电池的正面和背面上在银浆的基础上都额外镀了一层或多层的钝化膜结构。印刷在电池正面的正面银浆烧结后所形成的正面电极起到了收集电流的作用。正面银浆的组成主要包括高纯度银粉、无机玻璃粉、有机粘合剂及其他添加剂。太阳能电池的正面银浆的印刷性能主要由浆料中的有机粘合剂决定，有机粘合剂作为一种载体，使贮存状态下银浆中的银粉、玻璃粉、添加剂等易团聚的固体粉末均匀分布，保持悬浮状态，印刷时使银浆浆料均匀涂布于硅片正面，并保证印刷厚度的一致性，干燥后将银粉及玻璃粉附着于硅片上而不脱落，烧结后被碳化，遗留无机粘合剂将银膜与硅基体粘合。
[0005]但现有技术中的有机粘合剂用于正面银浆时粘合强度不足，并且烧结后碳化的有机粘合剂会影响正面电极电阻，从而影响太阳能电池的光电转化效率。
[0006]因此，目前亟需一种用于N型晶体硅太阳能电池的正面银浆的粘合强度高且可以降低正面电极电阻的有机粘合剂。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种粘合强度高且可以降低正面电极电阻的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂及其制备方法。
[0008]技术方案：
[0009]一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂，包含改性聚乙烯醇、乙基纤维素、分散剂、流平剂和有机溶剂；
[0010]所述改性聚乙烯醇具有如下所示结构：
[0011][0012]其中，a：b：c＝(15
‑
20)：(25
‑
30)：(40
‑
60)。
[0013]所述改性聚乙烯醇结构中接枝的硅氧键和烷基酰胺可以有效提高粘合剂的粘合强度。并且其经过烧结后残碳中含有硅和氮元素均匀分散于太阳能电池正面电极的银层与硅层之间，互相链接形成网络状结构，增强银浆中的导电成分的分散性，使其均匀分布于硅层表面，从而减少残碳对电极电阻的影响，进而降低栅线电阻、提高光电转化效率。
[0014]进一步地，所述各组分的重量份数为：
[0015][0016]进一步地，所述改性聚乙烯醇通过以下步骤制备：
[0017](1)在反应器中加入去离子水和聚乙烯醇，加热至90
‑
95℃，搅拌1
‑
2小时使聚乙烯醇溶解后，加入甲基二苯基乙氧基硅烷反应3
‑
4小时；
[0018](2)将步骤(1)的体系降温至60
‑
70℃，加入氢氧化钠和N
‑
乙基丙烯酰胺反应5
‑
6小时后，冷却至室温，减压蒸馏、洗涤、干燥后制得所述改性聚乙烯醇。
[0019]所述改性聚乙烯醇通过甲基二苯基乙氧基硅烷与聚乙烯醇的羟基反应，使聚乙烯醇接枝甲基二苯基硅烷结构，降低了聚乙烯醇分子中羟基的含量，通过苯环阻隔羟基间氢键的形成，有效增强了银浆在有机粘合剂中的分散性。
[0020]进一步地，所述聚乙烯醇、甲基二苯基乙氧基硅烷和N
‑
乙基丙烯酰胺的质量比为(2
‑
3)：(2
‑
2.5)：(1
‑
1.5)。
[0021]进一步地，所述步骤(2)中氢氧化钠的加入量为聚乙烯醇质量的5
‑
10％。
[0022]进一步地，所述分散剂选自三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠或甲基戊醇中的一种。
[0023]进一步地，所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷中的一种。
[0024]进一步地，所述有机溶剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、尼龙酸甲酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、三丙二醇丁醚、己二酸二甲酯或己二酸二乙酯中的一种。
[0025]上述任意一项所述N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂的制备方法，具体方法为：在反应器中加入改性聚乙烯醇、乙基纤维素、分散剂、流平剂和有机溶剂，升温、搅拌形成均一溶液，冷却后制得所述N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂。
[0026]进一步地，搅拌温度为60
‑
80℃，搅拌速度为1500
‑
2500r/min。
[0027]有益效果：
[0028](1)本专利技术提供的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂中添加改性聚乙烯醇，通过甲基二苯基乙氧基硅烷与聚乙烯醇的羟基反应，使聚乙烯醇接枝甲基二苯基硅烷结构，降低了聚乙烯醇分子中羟基的含量，通过苯环阻隔羟基间氢键的形成，有效增强了银浆在有机粘合剂中的分散性。
[0029](2)本专利技术提供的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂中添加改性聚乙烯醇，其结构中接枝的硅氧键和烷基酰胺可以有效提高粘合剂的粘合强度。
[0030](3)本专利技术提供的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂中添加改性聚乙烯醇，其经过烧结后残碳中含有硅和氮元素均匀分散于太阳能电池正面电极的银层与硅层之间，互相链接形成网络状结构，增强银浆中的导电成分的分散性，使其均匀分布于硅层表面，从而减少残碳对电极电阻的影响，进而降低栅线电阻、提高光电转化效率。
具体实施方式
[0031]以下将结合具体实施方案来说明本专利技术。需要说明的是，下面的实施例为本专利技术的示例，仅用来说明本专利技术，而不用来限制本专利技术。在不偏离本专利技术主旨或范围的情况下，可进行本专利技术构思内的其他组合和各种改良。
[0032]市售有机粘合剂是从东莞市九瑞塑胶原料有限公司购买的LR9100；聚乙烯醇是从上海阿拉丁生化科技股份有限公司购买的P434373；乙基纤维素是从上海源叶生物科技有限公司购买的S14026；聚二甲基硅氧烷是从上海鼎芬化学科技有限公司购买的P34086；聚甲基苯基硅氧烷是从上海麦克林生化科技股份有限公司购买的P824385；其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂，其特征在于，包含改性聚乙烯醇、乙基纤维素、分散剂、流平剂和有机溶剂；所述改性聚乙烯醇具有如下式Ⅰ所示结构：；其中，a：b：c=（15
‑
20）：（25
‑
30）：（40
‑
60）。2.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂，其特征在于，所述各组分的重量份数为：改性聚乙烯醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
10份乙基纤维素
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
5份分散剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2份流平剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
3份有机溶剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60
‑
70份。3.根据权利要求1所述的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂，其特征在于，所述改性聚乙烯醇通过以下步骤制备：（1）在反应器中加入去离子水和聚乙烯醇，加热至90
‑
95℃，搅拌1
‑
2小时使聚乙烯醇溶解后，加入甲基二苯基乙氧基硅烷反应3
‑
4小时；（2）将步骤（1）的体系降温至60
‑
70℃，加入氢氧化钠和N
‑
乙基丙烯酰胺反应5
‑
6小时后，冷却至室温，减压蒸馏、洗涤、干燥后制得所述改性聚乙烯醇。4.根据权利要求3所述的N型晶体硅太阳能电池的正面银浆用有机粘合剂，其特征在于，所述聚乙烯醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿，徐小康，黄蕾蕾，
申请(专利权)人：南通艾盛新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：