本发明专利技术涉及一种掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆及其制备方法，属于高分子基导电材料技术领域。本发明专利技术所述掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆包括：银粉、石墨烯微乳液、有机载体；所述银粉、石墨烯微乳液、有机载体的质量比为：88～92:0.5～2:6～11.5；所述石墨烯微乳液按质量百分比由1～10％的石墨烯、0.1～1％的偶联剂和89～98.9％的溶剂组成；所述银粉包括片状银粉和球状银粉。本发明专利技术提供的异质结低温银浆，从浆料组分上进行了改善，良好的优化了栅线的形貌，降低了电极栅线的接触电阻，提升了电池的光电转化效率，可良好的通过丝网印刷，并不影响低温银浆的印刷性，具有广阔的应用前景。用前景。
【技术实现步骤摘要】
掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆及其制备方法，属于高分子基导电材料
技术介绍
[0002]异质结太阳能电池是一种特殊的PN结，由非晶硅和晶体硅材料形成，是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，属于N型电池中的一种。异质结电池最早由日本三洋公司于1990开发。异质结电池的实验室效率达到26％以上，相对现在主流的PERC电池要高出一个台阶。同时异质结电池可以叠加钙钛矿电池、IBC技术等。因此异质结电池是未来主流趋势。
[0003]异质结电池具有双面对称结构，其在两侧非晶硅薄层沉积透明导电氧化物薄膜，然在其上制备导电栅线。由于透明导电氧化物薄膜的存在，传统高温银浆在高温烧结过程会对其造成极大的损伤，因此异质结电池的电极栅线是通过低温固化形成欧姆接触。固化温度要求低于220℃，异质结低温银浆没有玻璃粉烧结，依靠树脂连接银粉与银粉之间，浆料与硅片衬底之间的附着力，并且起到收集载流子的作用。
[0004]针对异质结电池，电极栅线具有良好高宽比以及高的烧结密度至关重要。异质结低温浆料仅靠树脂连接银粉，其固化后电极致密度存在一定的间隙，导致其电极栅线线电阻偏高，同时电极栅线与透明导电氧化物薄膜的接触差，优化异质结电极栅线的致密度降低电极栅线接触电阻，保持低的线电阻，提升电池光电转化效率也是目前异质结银浆开发的重点。
技术实现思路
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种新的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆。
[0006]为达到本专利技术的第一个目的，所述掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆包括：银粉、石墨烯微乳液、有机载体；所述银粉、石墨烯微乳液、有机载体的质量比为：88～92:0.5～2:6～11.5；
[0007]所述石墨烯微乳液按质量百分比由1～10％的石墨烯、0.1～1％的偶联剂和89～98.9％的溶剂组成；
[0008]所述银粉包括片状银粉和球状银粉。
[0009]全部采用片状银粉，其印刷性会急剧降低，较差，不能形成完整的栅线。全部采用球状银粉，导电银浆形成的栅线电阻急剧增大，性能降低。采用片状银粉和球状银粉搭配使用，印刷性和电阻均较好。
[0010]石墨烯制成为微乳液是使其在溶剂中以微乳液的形式均匀分散。直接将银粉、石墨烯、偶联剂、溶剂，有机载体等混合，将导致石墨烯片会出现叠层。性能差。
[0011]在一种具体实施方式中，所述片状银粉粒径分布为D100≤1100nm，D50≤700nm，D10≥300nm，振实密度5～6g/cm3，比表面积0.5～1.0m2/g；所述球状银粉粒径分布为D100≤900nm，D50≤600nm，D10≥200nm，振实密度4.5～5.5g/cm3，比表面积0.6～0.8m2/g。
[0012]银的比表面积和密度对银浆的性能影响较大，如果银粉的表面积过大，可能导致其不能形成银浆，或者形成的银浆过干，粘度过高，不能通过丝网。如果银粉的表面积过小，导致形成的银浆粘度过低，丝印后形成的栅线的线性存在问题，其栅线通常会过宽，高度过低，导致遮光面积增加，电流减少，电性能降低。
[0013]在一种具体实施方式中，所述有机载体包括热固性树脂、固化剂、溶剂a、助剂；所述热固性树脂优选包括双酚A树脂、双酚F树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；所述固化剂优选为潜伏型固化剂，更优选为咪唑类固化剂、聚酰胺类固化剂、甲六酸酐固化剂、甲四酸酐固化剂、封闭型异氰酸酯中的至少一种；所述溶剂a优选为二乙二醇丁醚醋酸酯、三丙二醇甲醚、醇脂12、松油醇中的至少一种；所述助剂优选为硅烷偶联剂、分散剂中的至少一种；
[0014]所述有机载体包括热固性树脂、固化剂、溶剂a、助剂的质量比为25～35：15～23：30～45：5～10；所述固化剂优选为13～20重量份的封闭型异氰酸酯与2
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3重量份的其它固化剂组成。
[0015]在一种具体实施方式中，所述石墨烯的平均粒径为50～400nm且为3～5层片状结构。
[0016]在一种具体实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选包括甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧基硅烷、氨基官能团硅烷、氨基羧酸酯基硅烷、氨丙基硅烷、芳基硅烷或阳离子硅烷中的至少一种。
[0017]在一种具体实施方式中，所述溶剂是丁基卡必醋酸酯、松油醇、醇脂十二、丁基卡必醇、戊二酸二甲酯或己二酸二甲酯中的至少一种。
[0018]在一种具体实施方式中，所述掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆由以下方法制备得到：
[0019]S1：制备石墨烯微乳液：将石墨烯、偶联剂、溶剂混合分散均匀，乳化得到石墨烯微乳液；
[0020]S2：制备银浆：将银粉、有机载体混合均匀至无明显的银粉颗粒；再与石墨烯微乳液混合均匀得到均匀浆料；
[0021]S3：浆料研磨：将步骤S2中所述的均匀浆料进行研磨直至浆料的细度达到10μm以下，即得掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆。
[0022]在一种具体实施方式中，S1所述分散均匀采用超声分散，所述超声的功率优选为500～1500W，超声的时间10～60分钟；所述乳化优选采用乳化机乳化10～60秒；
[0023]S2所述银粉、有机载体混合均匀的方法优选为以500～1000r/min的搅拌速度搅拌1～2小时；所述与石墨烯微乳液混合均匀的方法为以500～1000r/min的搅拌速度搅拌30～60分钟；
[0024]S3所述研磨的研磨间隙优选由大至小依次调节为120μm～30μm，每个间隙扎辊3～4遍。
[0025]本专利技术的第二个目的是提供一种上述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆的制备方法。
[0026]为达到本专利技术的第二个目的，所述方法包括：
[0027]S1：制备石墨烯微乳液：将石墨烯、偶联剂、溶剂混合分散均匀，乳化得到石墨烯微
乳液；
[0028]S2：制备银浆：将银粉、有机载体混合均匀至无明显的银粉颗粒；再与石墨烯微乳液混合均匀得到均匀浆料；
[0029]S3：浆料研磨：将步骤S2中所述的均匀浆料进行研磨直至浆料的细度达到10μm以下，即得掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆。
[0030]在一种具体实施方式中，所述方法还包括S4：浆料储存：将S3所得掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆保存在
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5～5℃的冷藏柜中；
[0031]S1所述分散均匀采用超声分散，所述超声的功率优选为500～1500W，超声的时间10～60分钟；所述乳化优选采用乳化机乳化10～60秒；
[0032]S2所述银粉、有机载体混合均匀的方法优选为以500～1000r/min的搅拌速度搅拌1～2小时；所述与石墨烯微乳液混合均匀的方法为以500～1000r/min的搅拌速度搅拌30～60分钟；
[0033]S3所述研磨的研磨间隙优选由大至小依次调节为120μm～30μm，每个间隙扎辊3～4遍。
[0034]有益效果：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆包括：银粉、石墨烯微乳液、有机载体；所述银粉、石墨烯微乳液、有机载体的质量比为：88～92:0.5～2:6～11.5；所述石墨烯微乳液按质量百分比由1～10％的石墨烯、0.1～1％的偶联剂和89～98.9％的溶剂组成；所述银粉包括片状银粉和球状银粉。2.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述片状银粉粒径分布为D100≤1100nm，D50≤700nm，D10≥300nm，振实密度5～6g/cm3，比表面积0.5～1.0m2/g；所述球状银粉粒径分布为D100≤900nm，D50≤600nm，D10≥200nm，振实密度4.5～5.5g/cm3，比表面积0.6～0.8m2/g。3.根据权利要求1或2所述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述有机载体包括热固性树脂、固化剂、溶剂a、助剂；所述热固性树脂优选包括双酚A树脂、双酚F树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；所述固化剂优选为潜伏型固化剂，更优选为咪唑类固化剂、聚酰胺类固化剂、甲六酸酐固化剂、甲四酸酐固化剂、封闭型异氰酸酯中的至少一种；所述溶剂a优选为二乙二醇丁醚醋酸酯、三丙二醇甲醚、醇脂12、松油醇中的至少一种；所述助剂优选为硅烷偶联剂、分散剂中的至少一种；所述有机载体包括热固性树脂、固化剂、溶剂a、助剂的质量比为25～35：15～23：30～45：5～10；所述固化剂优选为13～20重量份的封闭型异氰酸酯与2～3重量份的其它固化剂组成。4.根据权利要求1或2所述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述石墨烯的平均粒径为50～400nm且为3～5层片状结构。5.根据权利要求1或2所述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选包括甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧基硅烷、氨基官能团硅烷、氨基羧酸酯基硅烷、氨丙基硅烷、芳基硅烷或阳离子硅烷中的至少一种。6.根据权利要求1或2所述的掺杂石墨烯微乳液的异质结低温银浆，其特征在于，所述溶剂是丁基卡必醋酸酯、松油醇、醇脂十二、丁基卡必醇、戊二酸二甲酯或己二酸二甲酯中的至少一种。7.根据权利要求1或2所述的掺杂石墨烯微乳液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静，伍洋，杨红，王海清，蔡胜胜，万莉莎，
申请(专利权)人：四川东树新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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