一种改进的导电粉及浆料制造技术

本申请提供一种导电粉体，其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料，其中，所述包覆材料为短链脂肪酸。本申请还提供一种低温浆料、低温浆料的制备方法以及导电粉体的制备方法。本申请采用银包耐氧化片状内核，在提升银包粉体的导电性能的同时避免使用易发生氧化的铜粉，从根本上避免了铜离子对浆料催化固化的问题，显著提升浆料的耐氧化性和存储性；在银包球状内核比如银包铜浆料中，内核可能参与了导电，而在本申请的银包片状内核粉体及浆料中，导电机理主要依靠片粉表面银包覆层之间的导通，甚至在内核替换为非导电材料片状硅胶时也能获得优异的电学性能。硅胶时也能获得优异的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的导电粉及浆料


[0001]本申请涉及光伏领域中使用的导电粉，及用于制备异质结电池的浆料，以及制备该导电粉的方法和制备改进的浆料的方法。

技术介绍

[0002]异质结电池(也称为HJT电池)双面采用低温银浆，银浆的消耗量巨大、价格贵，这也是HJT电池成本高的原因之一。据中国光伏行业协会(CPIA)统计，2020年HJT电池双面低温银浆消耗量约为223.3mg/片，同比下降25.6％。虽然银浆消耗量依然很大，但是2020年较2019年已有较大的提升和改善。目前研究人员正通过各种技术改进降低低温银浆消耗量，以降低HJT电池的生产成本，预计到2030年HJT低温银浆消耗量将降至135mg/片，比2020年降低39.5％。硅片是HJT电池的核心材料，在HJT的成本结构中占据约45％。去除硅片成本，在非硅材料中，银浆作为核心辅料，占比约59％，异质结电极好坏影响了空穴及电子传输，对电池转换效率有很大影响。在此基础上，异质结低温固化型浆料成为了一种关键材料。
[0003]使用银包粉体替代纯银方案，可大大降低非硅材料中电极成本到7～8％,单瓦成本可降低0.1元。
[0004]电镀铜技术的优劣势非常明显，最大的优势便是用铜代替部分或全部的金属银，材料成本价格低廉，且双面金属化可以同时完成。劣势在于工艺流程比传统的丝网印刷工艺更长，需要更多的设备成本及人力成本，且高温下铜容易氧化，化学性质不易控制，电镀液中有很多有害化学物质，处理麻烦导致环保成本较高，随着环保政策的加紧，电镀项目的审批将更加困难。
[0005]银包粉体存在包覆剂难挥发，且制备的浆料固化后粉体接触为点接触或面接触，电子传输需要隧穿，导致线阻值大。

技术实现思路

[0006]虽然现有技术中已经针对银包粉体替代纯银方案进行了大量的研究，例如在CN110066606A中描述了一种用于光伏组件的导电粘合剂及其制备方法。这种导电粘结剂电阻率过大不能应用于异质结电池低温导电浆料。在CN113284644B中描述了一种异质结电池用银浆及其制备方法与应用使用的银包铜粉为球粉，其导电接触点比片粉少导致电阻率大。在CN115805310A中提供了银包铜粉、制备方法、在银包铜浆料中的应用及检测银包铜粉中银包覆层致密性的方法。在CN113053561B中提供了一种以镀银铜粉为导电粒子的异质结太阳能电池用低温浆料及其制备方法，其特征在于本专利技术低温浆料包括：镀银铜粉、银粉、环氧树脂单体、溶剂和引发剂。
[0007]虽然上述现有技术已经进行了深入地研究，但传统银包铜浆料因包覆率不完全制备的浆料，酸性物质与铜反应导致铜离子溢出，铜离子催化树脂及固化剂固化，导致浆料储存时间短、固化稳定性差。为提升银包铜粉体的银包覆程度，减少铜离子逸出，目前银包铜粉体多采用球形铜粉为作为导电粉体内核，在其外通过湿化学还原方法镀覆银外壳层，然
而，球形粉体颗粒在固化后的栅线中以粉体间的点状或片状局域接触为主，其导电性能相对直接连接粉体和纯银浆显著偏低。传统银浆或银包铜浆使用的银粉包覆剂为高沸点脂肪酸，异质结电池金属化固化温度≤200℃，导致粉体包覆剂不能完全挥发，粉体间接触电阻值大。而且有的浆料使用的粉体采用甲酸金属(X)盐作为包覆剂，在热固化过程中还原出金属X，从而连接金属粉体颗粒。甲酸金属包覆粉体需要在高温高压下包覆，且包覆所需的时间较长，一般需要在12h以上，且包覆稳定性差，不能填充粉体空隙等缺点。
[0008]鉴于上述问题，本申请意在改进上述现有技术中涉及的问题。本申请提供如下方案：
[0009]本申请提供一种导电粉体，其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料，其中，所述包覆材料为短链脂肪酸。
[0010]进一步地，所述导电粉体的片径比在3.5以上，优选在5以上；
[0011]优选振径比在0.80以上，优选在1.1以上。
[0012]进一步地，所述导电粉体的D50在2μm以上，进一步优选在2.5μm以上，进一步优选D50的范围为2～4.5μm；
[0013]进一步优选所述导电粉体的D90在3.5μm以上，进一步优选在4.0μm以上；进一步优选D90的范围为3.5～6μm；
[0014]进一步优选所述导电粉体的D10在0.25μm以上，进一步优选在0.30μm以上；进一步优选D10的范围为0.25～0.80μm。
[0015]进一步地，所述导电粉体的振实密度在3.0g/ml以上，优选在3.5g/ml以上；
[0016]优选所述导电粉体的比表面积在0.50m2/g以上，进一步优选在0.55m2/g以上，进一步优选在0.6～1.8m2/g。
[0017]进一步地，所述短链脂肪酸为碳原子数为2～8个的脂肪酸；
[0018]优选所述短链脂肪酸为碳原子数2～6个的脂肪酸；
[0019]进一步优选所述短链脂肪酸为乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸中的一种或两种或三种以上。
[0020]进一步地，片状内核选自银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉；其中，
[0021]所述金属选自铋、锡、镍、铝、铅、锌中的任意一种或两种或三种以上；
[0022]所述树脂选自聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅类树脂、热塑性弹性体类树脂、橡胶类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂；
[0023]优选所述高分子聚合物选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或聚硫橡胶。
[0024]进一步地，相对于导电粉体，银含量为10～60％；优选为25～50％。
[0025]本申请还提供一种制备导电粉体的方法，包括：
[0026]利用包覆材料配制包覆剂溶液；
[0027]将片状内核加入到包覆剂溶剂中进行搅拌和加热；
[0028]对经搅拌和加热的溶液进行过滤处理后进行干燥得到包覆材料至少部分包覆片状内核的导电粉体；
[0029]优选所述过滤处理包括进行离心处理后通过滤纸进行过滤并最终得到包覆片状
内核的浆料；
[0030]进一步优选所述过滤包括滤纸过滤和筛网过滤；
[0031]进一步优选所述干燥为真空干燥。
[0032]进一步地，其制备的导电粉为前述的导电粉体。
[0033]本申请还提供一种低温浆料，其包括：
[0034]导电粉体；
[0035]金属胺络合物；
[0036]其他成分。
[0037]进一步地，其他成分为树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。
[0038]进一步地，相对于100重量份的低温浆料，导电粉体的重量份为90重量份以上；金属胺络合物的重量份为0.1～3重量份。
[0039]进一步地，相对于100重量份的低温浆料，树脂成分的重量份为1～3重量份；聚酯的重量份为0.5～3重量份；表面活性剂的重量份为0.1～1份；固化剂的重量份为0.3～4重量份；硅烷偶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电粉体，其包括片状内核和至少部分包覆片状内核的包覆材料，其中，所述包覆材料为短链脂肪酸。2.根据权利要求1所述的导电粉体，其中，所述导电粉体的片径比在3.5以上，优选在5以上；优选振径比在0.80以上，优选在1.1以上。3.根据权利要求1或2所述的导电粉体，其中，所述导电粉体的D50在2μm以上，进一步优选在2.5μm以上，进一步优选D50的范围为2～4.5μm；进一步优选所述导电粉体的D90在3.5μm以上，进一步优选在4.0μm以上；进一步优选D90的范围为3.5～6μm；进一步优选所述导电粉体的D10在0.25μm以上，进一步优选在0.30μm以上；进一步优选D10的范围为0.25～0.80μm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电粉体，其中，所述导电粉体的振实密度在3.0g/ml以上，优选在3.5g/ml以上；优选所述导电粉体的比表面积在0.50m2/g以上，进一步优选在0.55m2/g以上，进一步优选在0.6～1.8m2/g。5.根据权利要求1～3中任一项所述的导电粉体，其中，所述短链脂肪酸为碳原子数为2～8个的脂肪酸；优选所述短链脂肪酸为碳原子数2～6个的脂肪酸；进一步优选所述短链脂肪酸为乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸中的一种或两种或三种以上。6.根据权利要求1～5中任一项所述的导电粉体，其中，片状内核选自银包金属片粉、银包玻璃粉、银包硅胶、银包硅粉、银包树脂、银包高分子聚合物、银包石墨粉、银包炭黑粉；其中，所述金属选自铋、锡、镍、铝、铅、锌中的任意一种或两种或三种以上；所述树脂选自聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧类树脂、硅类树脂、热塑性弹性体类树脂、橡胶类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯树脂；优选所述高分子聚合物选自聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯或聚硫橡胶。7.根据权利要求1～6中任一项所述的导电粉体，其中，相对于导电粉体，银含量为10～60％；优选为25～50％。8.一种制备导电粉体的方法，包括：利用包覆材料配制包覆剂溶液；将片状内核加入到包覆剂溶剂中进行搅拌和加热；对经搅拌和加热的溶液进行过滤处理后进行干燥得到包覆材料至少部分包覆片状内核的导电粉体；优选所述过滤处理包括进行离心处理后通过滤纸进行过滤并最终得到包覆片状内核的浆料；进一步优选所述过滤包括滤纸过滤和筛网过滤；
进一步优选所述干燥为真空干燥。9.根据权利要求8所述的方法，其中，其制备的导电粉为权利要求1～7中任一项所述的导电粉体。10.一种低温浆料，其包括：导电粉体；金属胺络合物；其他成分。11.根据权利要求10所述的低温浆料，其中，其他成分为树脂成分、聚酯、表面活性剂、固化剂、硅烷偶联剂以及溶剂。12.根据权利要求10或11所述的低温浆料，其中，相对于100重量份的低温浆料，导电粉体的重量份为90重量份以上；金属胺络合物的重量份为0.1～3重量份。13.根据权利要求12所述的低温浆料，其中，相对于100重量份的低温浆料，树脂成分的重量份为1～3重量份；聚酯的重量份为0.5～3重量份；表面活性剂的重量份为0.1～1份；固化剂的重量份为0.3～4重量份；硅烷偶联剂的重量份为0.2～1份；溶剂的重量份为0.5～5重量份。14.根据权利要求11～13中任一项所述的低温浆料，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，何博，杨泽君，谭昊，张森，刘童，董鑫，徐希翔，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：