【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池银浆，尤其涉及一种低温导电浆料及其原料组合物与异质结电池电极及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，光伏产业快速发展，技术驱动降本增效。异质结电池的理论电池效率可达28.5％，其效率高，工艺简单，温度特性好，且能耗低等优点，长期来看代表未来电池技术的发展方向。然而异质结电池现阶段市场份额低，主要受制于较高的制造成本。低温导电银浆是异质结电池的核心辅料，成本约占电池非硅成本的50％。因此低成本高性能低温浆料的突破对异质结电池的产业化至关重要。低温导电浆料的导电相主要由贵金属银粉构成，银粉在低温银浆的总成本中占比超过98％，是影响浆料成本最重要的因素。同时，由于受到白银储备及价格的限制，其成本下降空间有限，这势必成为制约异质结电池未来规模化生产的关键因素。
2、利用贱金属替代银粉制备的低温低银浆料可用于异质结电池。开发低温低银含浆料可以与现有的丝网印刷产线完全兼容，工艺简单，不需要额外的投资，并可以实现大幅度降低浆料成本，收到业界的广泛认可。受制于金属粉的加工工艺，存在粒径分布不均，印刷性差，无法满足窄线宽的印刷要求，而且贱金属易氧化。因此低银含浆料的综合性能不如与纯银浆料。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种低温导电浆料及其原料组合物与异质结电池电极及其制备方法。该低温导电浆料具备高导电性和耐候性。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种低温导电浆料的原料组合物，以原料组合物的总质量为100％计，该原料组合物包
3、其中，所述复合树脂包括组分a和组分b；
4、所述组分a包括多元醇和封闭型异氰酸酯；所述组分b包括固化剂以及树脂。
5、在上述原料组合物中，所述导电金属粉包括第一金属粉和第二金属粉，所述第一金属粉的d50粒径为3μm-4μm、振实密度为3.5g/cc以上；第二金属粉的d50粒径为0.8μm-1.5μm、振实密度4g/cc以上。
6、本专利技术采用的第一金属粉能够提高浆料的导电性，但第一金属粉过多会导致浆料印刷性下降，同时对固化产物的粘结性也有影响；第二金属粉能够提高浆料的印刷性，但会浆料电阻和黏度增大，会影响异质结电池效率并限制应用。本专利技术通过控制第一金属粉和第二金属粉的比例，能够使导电浆料兼具较高的导电性、印刷性、电池效率和应用前景。在一些具体实施方案中，所述第一金属粉和第二金属粉的质量比为25:75-80:20，进一步可控制为35:65-75:25。具体地，第一金属粉和第二金属粉的质量比可以为25:75、30:70、35:65、40:60、45:55、50:50、55:45、60:40、65:35、70:30、75:25等具体值以及以上述具体值中的任意两个为端点的范围。
7、优选地，所述第一金属粉和第二金属粉的质量比为50-70:30-50。
8、在上述原料组合物中，所述导电金属粉的材质可以包括银包铜粉、锡合金粉、铜粉和银粉中的一种或两种以上的组合。具体地，第一金属粉可以包括银包铜粉、锡合金粉、铜粉和银粉中的一种或两种以上的组合，第二金属粉可以包括银包铜粉、锡合金粉、铜粉和银粉中的一种或两种以上的组合。其中，所述锡合金粉具体可以包括锡铋合金、锡镍合金、锡铜合金、锡铋银合金、锡银铜合金等中的一种或两种以上的组合，在一些具体实施方案中，所述锡合金粉优选为锡铋银合金。第一金属粉与第二金属粉的材质可以相同、也可以不同。
9、根据本专利技术的具体实施方案，所述第一金属粉和/或第二金属粉可以包括银包铜粉、锡合金粉、铜粉中的一种或两种以上的组合和银粉。相比于采用纯银作为导电金属粉以及采用单独的贱金属粉(银包铜粉、锡合金粉、铜粉等)作为导电金属粉，利用银粉和碱金属粉的组合作为第一金属粉和/或第二金属粉可以保持导电金属粉具有较高的导电性的同时降低成本。
10、优选地，所述第一金属粉包括银粉和银包铜粉，所述第二金属粉包括银粉、银包铜粉和锡合金粉。
11、大部分的现有导电浆料以银粉作为导电金属粉得到纯银浆料，一些导电浆料在导电金属粉中尝试添加贱金属代替银粉得到低银含浆料，但是现有的低银含浆料的性能与纯银浆料存在明显差距。本专利技术在导电金属粉中添加贱金属粉(银包铜粉、锡合金粉、铜粉等)，利用该导电金属粉与本专利技术建立的新型有机体系(复合树脂)复配形成的低银含低温导电浆料制备异质结电池，通过导电金属粉与复合树脂之间的协同作用，提高浆料的导电性、粘结性、耐候性和印刷性，从而提高浆料制成的异质结电池的综合性能，同时大幅度降低制造成本。
12、在上述原料组合物中，所述导电金属粉中的银粉在所述原料组合物中的质量占比可以小于等于30％，即，上述原料组合物可以在添加少量银粉(质量占比大于0％、小于等于30％)或者不添加银粉(质量占比为0％)的情况均能保持较佳的浆料性能。在一些具体实施方案中，导电金属粉中的银粉在所述原料组合物中的质量占比可以是8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、25％、30％等具体值以及以上述具体值中的任意两个为端点的范围。例如，导电金属粉中的银粉在所述原料组合物中的质量占比可以是8％-30％。
13、优选地，所述导电金属粉中的银粉在所述原料组合物中的质量占比为8％-20％。
14、在上述原料组合物中，所述导电金属粉的形状可以包括片状、球状、树枝状中的一种或两种以上的组合。本专利技术对于导电金属粉的形状不做限制。第一金属粉与第二金属粉的形状可以相同、也可以不同。
15、在上述原料组合物中，所述导电金属粉在原料组合物中的质量含量一般为85％-94％，具体可以是85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％等具体值以及以上述具体值中的任意两个为端点的范围。优选地，所述导电金属粉在原料组合物中的质量含量为91％-93％。
16、在上述原料组合物中，复合树脂在原料组合物中含量较低会导致复合树脂与基底(如tco层)的粘结性较差；复合树脂含量较高时导致低温导电浆料的电阻较高，导电性差。本专利技术通过将复合树脂在原料组合物中的质量含量控制在2％-10％，可以使浆料兼具适宜的粘结性和较高的导电性。在一些具体实施方案中，所述复合树脂在原料组合物中的质量含量具体可以为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等具体值以及以上述具体值中的任意两个为端点的范围。
17、优选地，所述复合树脂在原料组合物中的质量含量为4％-6％。
18、互穿聚合物网络(ipn)是两种或两种以上聚合物通过网络互穿缠结而形成的一类独特的聚合物共混物或聚合物合金，能使两种性能差异很大或具有不同功能的聚合物形成稳定的结合，表现出优良的综合性能，满足对产品多样化的需求。
19、本专利技术在浆料的原料组分a、组分b中添加多种树脂组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低温导电浆料的原料组合物，以原料组合物的总质量为100％计，该原料组合物包括2％-10％的复合树脂、2％-4％的有机溶剂、0.2％-1％助剂，导电金属粉85％-94％；
2.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述导电金属粉包括第一金属粉和第二金属粉，所述第一金属粉的D50粒径为3μm-4μm，所述第一金属粉的振实密度为3.5g/cc以上；第二金属粉的D50粒径为0.8μm-1.5μm，所述第二金属粉的振实密度为4g/cc以上；
3.根据权利要求2所述的原料组合物，其中，所述第一金属粉包括银包铜粉、铜粉、锡合金粉、银粉中的一种或两种以上的组合；所述第二金属粉包括银包铜粉、铜粉、锡合金粉、银粉中的一种或两种以上的组合；
4.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，以所述复合树脂的总质量为100％计，所述复合树脂包括30％-92％的组分A和8％-70％的组分B；
5.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述多元醇包括聚己内酯二元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚丙烯三醇、聚醚三醇、乙二酸系聚酯二醇
6.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述封闭型异氰酸酯包括六甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合；
7.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，在组分A中，所述多元醇和封闭型异氰酸酯的质量比为1:1-1:2。
8.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述组分B中，所述树脂包括热固性树脂和/或热塑性树脂；
9.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，组分B中，所述树脂与固化剂的质量比为1:0.02-1:0.1。
10.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述助剂包括扩链剂、偶联剂、抗氧化剂、消泡剂中的一种或两种以上的组合；
11.一种低温导电浆料，其是由权利要求1-10任一项所述的原料组合物混合制成的。
12.一种异质结电池电极的制备方法，该制备方法包括：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其中，所述固化的过程包括先进行预处理，再进行分段固化的操作；
14.一种异质结电池电极，其是由权利要求12或13所述的制备方法得到的。
15.一种异质结电池，其是由权利要求14所述的异质结电池电极制成的。
...【技术特征摘要】
1.一种低温导电浆料的原料组合物，以原料组合物的总质量为100％计，该原料组合物包括2％-10％的复合树脂、2％-4％的有机溶剂、0.2％-1％助剂，导电金属粉85％-94％；
2.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述导电金属粉包括第一金属粉和第二金属粉，所述第一金属粉的d50粒径为3μm-4μm，所述第一金属粉的振实密度为3.5g/cc以上；第二金属粉的d50粒径为0.8μm-1.5μm，所述第二金属粉的振实密度为4g/cc以上；
3.根据权利要求2所述的原料组合物，其中，所述第一金属粉包括银包铜粉、铜粉、锡合金粉、银粉中的一种或两种以上的组合；所述第二金属粉包括银包铜粉、铜粉、锡合金粉、银粉中的一种或两种以上的组合；
4.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，以所述复合树脂的总质量为100％计，所述复合树脂包括30％-92％的组分a和8％-70％的组分b；
5.根据权利要求1所述的原料组合物，其中，所述多元醇包括聚己内酯二元醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚丙烯三醇、聚醚三醇、乙二酸系聚酯二醇、芳香族聚酯多元醇、聚合物聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇、蓖麻油衍生物多元醇、棕榈油多元醇中的一种或两种以上的组合；...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪玮，张林佳，汪山，周欣山，
申请(专利权)人：苏州晶银新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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