專利名稱：一種導(dǎo)電漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
伴隨著傳統(tǒng)能源的日漸枯竭、環(huán)境污染問題的日益加劇，新能源的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為了人類研究的熱點(diǎn)。取之不盡用之不竭、綠色無污染的太陽能是新能源開發(fā)利用的
重點(diǎn)之一。導(dǎo)電漿料是制作硅基太陽能電池的重要材料。硅基太陽能電池一般通過將導(dǎo)電漿料印刷在硅基材上，然后干燥和燒制制備電極。
太陽能電池的金屬電極，尤其是受光面金屬電極(即正面電極)的質(zhì)量會(huì)對(duì)電池的填充因子、光電轉(zhuǎn)化效率等性能參數(shù)產(chǎn)生重要影響。目前使用的正面導(dǎo)電漿料一般包括金屬銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體，印刷的導(dǎo)電漿料在燒結(jié)制備太陽能電池電極時(shí)電極柵線易坍塌，印刷的導(dǎo)電漿料柵線在寬度方向易出現(xiàn)兩邊高中間低的狀況，在導(dǎo)電漿料的印刷量一定時(shí)，印刷的導(dǎo)電漿料柵線中間坍塌擠壓邊緣漿料，使印刷的導(dǎo)電漿料柵線寬度變寬，減少了太陽能電池的受光面積，影響了電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)現(xiàn)有導(dǎo)電漿料在燒結(jié)后，還存在著所形成的銀柵線高低不一致，電極表面不平整，電極電阻較大，電池光電轉(zhuǎn)換效率不高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有導(dǎo)電漿料絲網(wǎng)印刷后燒結(jié)形成的銀柵線高低不一致、高寬比較底，降低了制備的太陽能電池的受光面積，進(jìn)而影響電池光電轉(zhuǎn)換效率的問題，提供一種新型導(dǎo)電漿料及其制備方法。本發(fā)明提供一種導(dǎo)電漿料，包括銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體和添加劑，其中，添加劑包括滲透劑。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，其中，銀粉的含量為60-85% ;玻璃粉的含量為1-10% ;有機(jī)載體的含量為3-20% ;滲透劑的含量為O. 1_5%。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，優(yōu)選的，添加劑還包括偶聯(lián)劑。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電漿料的制備方法，包括
1)將添加劑與有機(jī)載體混合，加熱溶解，得到有機(jī)載體溶液；
2)在攪拌狀態(tài)下，將有機(jī)載體溶液與玻璃粉及銀粉混合，研磨，得到導(dǎo)電漿料。本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，用本發(fā)明的導(dǎo)電漿料在太陽能電池表面印刷、燒結(jié)后，能形成表面平整，高低一致、高寬比高的銀柵線，進(jìn)而能夠提高太陽能電池的電池效率。推測(cè)原因可能為，當(dāng)滲透劑加入導(dǎo)電漿料中時(shí)，有機(jī)載體與銀粉及玻璃粉混合的固體粉末混合時(shí)，固體粉末中會(huì)有一部分團(tuán)聚顆粒難以浸潤(rùn)，滲透劑能夠在有機(jī)物的流動(dòng)中起先鋒作用，帶領(lǐng)有機(jī)物逐步滲透，分離團(tuán)聚顆粒，包裹所有獨(dú)立的固體粉末，穩(wěn)固了有機(jī)物和固體粉末的分布，使得絲網(wǎng)印刷時(shí)漿料流動(dòng)均勻，而不會(huì)造成高度不一致的情況。同時(shí)，在添加偶聯(lián)劑后，偶聯(lián)劑溶于有機(jī)載體中，在與固體粉末攪拌時(shí)，偶聯(lián)劑的一端連接有機(jī)物，一端連接固體粉末，使得有機(jī)物和固體粉末之間的結(jié)合更加穩(wěn)固，在滲透劑的作用下達(dá)到完全浸潤(rùn)粉末，包覆在固體粉末表面，在滲透劑與偶聯(lián)劑的共同作用下，漿料經(jīng)過絲網(wǎng)印刷后漿料中不會(huì)出現(xiàn)由于剪切力導(dǎo)致固體與有機(jī)物分離的現(xiàn)象，能夠更好的改善現(xiàn)有導(dǎo)電漿料印刷后所得柵線內(nèi)外高低不一致的情況。本發(fā)明所提供的導(dǎo)電漿料的組合物間的結(jié)合，使得導(dǎo)電漿料在絲網(wǎng)印刷后燒結(jié)形成的銀柵線高低較為一致、高寬較高，提高了所制備太陽能電池的受光面積，同時(shí)也提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)電漿料所制得銀柵線的高寬圖譜；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的導(dǎo)電漿料所制得銀柵線的高寬圖譜；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)電漿料的SEM圖譜；·
圖4是現(xiàn)有技術(shù)提供的導(dǎo)電漿料的SEM圖譜。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種導(dǎo)電漿料，包括銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體和添加劑，其中，添加劑包括滲透劑。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，滲透劑優(yōu)選可為醚醇類長(zhǎng)鏈物質(zhì)，進(jìn)一步優(yōu)選的，滲透劑可為聚氧亞乙基酚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯或聚氧乙烯仲烷基醇醚中的一種或幾種；以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，滲透劑優(yōu)選的含量為O. 1_5%，進(jìn)一步優(yōu)選的含量為O. 1-3% ;更好的起到滲透的作用，提高印刷后所形成銀柵線的高度一致性，從而更好的提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，優(yōu)選的，添加劑還包括偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑可為硅烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑等各種偶聯(lián)劑；更優(yōu)選的，偶聯(lián)劑為鈦酸酯；進(jìn)一步優(yōu)選的，偶聯(lián)劑可以是異丙基三(甲基丙烯?；?鈦酸酯、異丙基三(異辛?；?鈦酸酯、異丙基三(癸?；?鈦酸酯中的一種或幾種；鈦酸酯類偶聯(lián)劑可以同時(shí)適用于熱固性樹脂和熱塑性樹脂，能夠更好的與含有熱塑性樹脂有機(jī)載體配合使用，制得流動(dòng)性更好的漿料，同時(shí)能夠印刷得到更細(xì)的柵線；而且，鈦酸酯類偶聯(lián)劑并非四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加入導(dǎo)電漿料中不會(huì)起到固定作用或者導(dǎo)致沒有韌性，偶聯(lián)后反而能具有塑性，同樣使?jié){料具有更好的流動(dòng)性。以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，偶聯(lián)劑優(yōu)選的含量為O. 1_10%，進(jìn)一步優(yōu)選的含量為1-6%，在較好的解決絲網(wǎng)印刷時(shí)漿料流動(dòng)不均勻，形成的銀柵線高度不一致問題的同時(shí)，更好的節(jié)約成本。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，優(yōu)選的，銀粉為片狀或球狀，純度大于99%。進(jìn)一步優(yōu)選的，銀粉為片狀、球狀或其他形狀等不同類型銀粉的混合。以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，銀粉優(yōu)選的含量為60-85% ;優(yōu)選的，片狀銀粉的粒度范圍為2-5 μ m，球狀銀粉的粒度范圍為O. 1-2 μ m，可以進(jìn)一步提高正銀漿料的性能，進(jìn)一步優(yōu)化漿料的燒結(jié)速度。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，玻璃粉為無機(jī)粘合劑。優(yōu)選玻璃粉末的軟化點(diǎn)為400-6000C，能在導(dǎo)電漿料在800-900°C燒結(jié)時(shí)濕潤(rùn)，粘著于硅基材，進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)電漿料的性能，避免過燒或在燒結(jié)過程中熔體的熔化和流動(dòng)不充分、粘著不充分、燒結(jié)過慢等情況的出現(xiàn)。玻璃粉的組分可以優(yōu)選為硅酸鉛、硼硅酸鉛、硼硅酸鋅等材料。以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，玻璃粉優(yōu)選的含量為lwt%_10wt%，進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)電漿料性能，避免出現(xiàn)粘著性能不足，或玻璃漂浮等情況妨礙電極的焊接。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，有機(jī)載體優(yōu)選的包括溶劑和溶質(zhì)，其中，溶劑可以為松 油醇、丁基卡必醇、檸檬酸三丁酯等醇類或酯類物質(zhì)，以有機(jī)載體的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，溶劑的含量?jī)?yōu)選為10-70% ;溶質(zhì)可以為分散劑、觸變劑、增稠劑等一些特定作用的有機(jī)物，如乙基纖維素、有機(jī)硅油、乙二醇、卵磷脂等，以有機(jī)載體的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，溶質(zhì)的含量?jī)?yōu)選為30-90wt%。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料中，對(duì)有機(jī)載體沒有特別的限制，適合該導(dǎo)電漿料的基本性能即可，優(yōu)選的，以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，有機(jī)載體的含量為3-20%。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電漿料的制備方法，包括
1)將添加劑與有機(jī)載體混合，加熱溶解，得到有機(jī)載體溶液；
2)在攪拌狀態(tài)下，將有機(jī)載體溶液與玻璃粉及銀粉混合，研磨，得到導(dǎo)電漿料。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料的制備方法，具體包括以下步驟
a)將有機(jī)載體與添加劑，放入60-90°C的水浴鍋中，在高速攪拌機(jī)的攪拌下溶解成均勻液體，攪拌時(shí)間為O. 5-2h，取出備用；
b)將玻璃粉原料放入氧化鋁坩堝中，置于1200-1400°C的燒結(jié)爐中熔化，高溫取出，入水中淬火，得到淬火料，將淬火料放入球磨機(jī)中球磨至粒度小于 ο μ m，得到玻璃粉，取出備用；
c)將銀粉，溶有添加劑的有機(jī)載體、玻璃粉一起攪拌成漿狀，在三輥研磨機(jī)上研磨，得到導(dǎo)電漿料。上述制備的導(dǎo)電漿料可以直接用于太陽能電池的電極制備，例如通過絲網(wǎng)印刷在硅基片的正表面、后燒結(jié)用于制備太陽能電池的正面電極。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
按照以下比例稱取原料(以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)):
銀粉80% (粒度1 μ m ;形狀球形；)
玻璃粉4 %(原料以玻璃粉的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，氧化硼8%、氧化硅25%、氧化鉛60%、氧化鋁7%)
有機(jī)載體13 % (溶劑丁基卡必醇；溶質(zhì)乙基纖維素；以有機(jī)載體的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，丁基卡必醇90%，乙基纖維素10%)
偶聯(lián)劑2 % ;異丙基三(甲基丙烯酰基)鈦酸酯滲透劑1 % ;聚氧亞乙基酚醚 通過以下步驟制備導(dǎo)電漿料
a)準(zhǔn)確稱量上述比例的有機(jī)載體、偶聯(lián)劑和滲透劑，放入75°C的水浴鍋中，在高速攪拌機(jī)的攪拌下，攪拌lh，溶解成均勻液體，取出備用；
b)再準(zhǔn)確稱量上述比例的玻璃粉原料，放入氧化鋁坩堝中，置于1250°C的燒結(jié)爐中熔化,高溫取出，入水中淬火,得到淬火料,將淬火料放入球磨機(jī)中球磨至粒度為3 μ m微米的玻璃粉，取出備用；
c)最后準(zhǔn)確稱量上述比例的銀粉，將溶有偶聯(lián)劑和滲透劑的有機(jī)載體、玻璃粉一起攪拌成漿狀，然后在三輥研磨機(jī)上研磨，制得的導(dǎo)電漿料記作SI。實(shí)施例2
與實(shí)施例I的不同之處在于滲透劑的含量為3%，有機(jī)載體的含量為11%，制得的導(dǎo) 電漿料記作S2。實(shí)施例3
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為6%，有機(jī)載體的含量為9%，制得的導(dǎo)電漿料記作S3。實(shí)施例4
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為7%，滲透劑的含量為O. 05%，有機(jī)載體的含量為8. 95%，制得的導(dǎo)電漿料記作S4。實(shí)施例5
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為8%，滲透劑的含量為4%，有機(jī)載體的含量為4%，制得的導(dǎo)電漿料記作S5。實(shí)施例6
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為0%，滲透劑的含量為O. 1%，有機(jī)載體的含量為15. 9%，制得的導(dǎo)電漿料記作S6。實(shí)施例7
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為0%，滲透劑的含量為I. 5%，有機(jī)載體的含量為14. 5%，制得的導(dǎo)電漿料記作S7。實(shí)施例8
與實(shí)施例I的不同之處在于所用偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷，制得的導(dǎo)電漿料記作S8。實(shí)施例9
與實(shí)施例I的不同之處在于所用偶聯(lián)劑為異丙基三(癸酰基)鈦酸酯，制得的導(dǎo)電漿料記作S9。對(duì)比例I
與實(shí)施例I的不同之處在于偶聯(lián)劑的含量為0%，滲透劑的含量為0%，有機(jī)載體的含量為16%，制得的導(dǎo)電漿料記作D1。性能測(cè)試
將S1-S9及Dl的導(dǎo)電漿料絲網(wǎng)印刷，燒結(jié)后得到的太陽能電池片相應(yīng)的分別記作S11-S99及DlI，進(jìn)行性能測(cè)試。
I、方阻測(cè)試
采用GB/T17473. 3-1998規(guī)定的方法進(jìn)行，采用廣州四探針電子科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為RTS-4的方阻儀對(duì)S11-S99及Dll的太陽能電池片進(jìn)行測(cè)試，單位為毫歐姆/ □，測(cè)試結(jié)果見表I。2、高寬比
采用美國(guó)生產(chǎn)的ambios XP 一 I型臺(tái)階儀測(cè)試S11-S99及Dll太陽能電池片中銀柵線的高度和寬度，高寬圖譜分別如圖I和圖2所示，計(jì)算高寬比，計(jì)算結(jié)果見表I。3、光轉(zhuǎn)化率
采用上海交大赫爽科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HSC1/XSCM-9的太陽能電池片光電轉(zhuǎn)化效率專用測(cè)試設(shè)備對(duì)S11-S99及Dll的太陽能電池片進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表I。4、微觀形貌
對(duì)SI和Dl進(jìn)行SEM檢測(cè)，所得圖譜分別如圖3和圖4所示。表I
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電漿料，包括銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體和添加劑，其特征在于，所述添加劑包括滲透劑。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述滲透劑為聚氧亞乙基酚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯或聚氧乙烯仲烷基醇醚中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，所述銀粉的含量為60-85% ;所述玻璃粉的含量為1-10% ;所述有機(jī)載體的含量為3-20% ;所述滲透劑的含量為O. 1-5%。
4.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述添加劑還包括偶聯(lián)劑。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，所述銀粉的含量為60-85% ;所述玻璃粉的含量為1-10% ;所述有機(jī)載體的含量為3-20% ;所述偶聯(lián)劑的含量為O. 1-10% ;所述滲透劑的含量為O. 1-5%。
6.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯。
7.如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述鈦酸酯選自異丙基三(甲基丙烯?；?鈦酸酯、異丙基三(異辛酰基)鈦酸酯、異丙基三(癸?；?鈦酸酯中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀粉包括片狀銀粉和/或球狀銀粉。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述片狀銀粉的粒度范圍為2-5μ m ;所 述球狀銀粉的粒度范圍為O. 1-2 μ m。
10.一種如權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述導(dǎo)電漿料的制備方法，包括 1)將添加劑與有機(jī)載體混合，加熱溶解，得到有機(jī)載體溶液； 2)在攪拌狀態(tài)下，將有機(jī)載體溶液與玻璃粉及銀粉混合，研磨，得到導(dǎo)電漿料。
11.一種如權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述導(dǎo)電漿料的制備方法，包括 a)將有機(jī)載體與添加劑，放入60-90°C的水浴鍋中，在高速攪拌機(jī)的攪拌下溶解成均勻液體，攪拌時(shí)間為O. 5-2h，取出備用； b)將玻璃粉原料放入氧化鋁坩堝中，置于1200-1400°C的燒結(jié)爐中熔化，高溫取出，入水中淬火，得到淬火料，將淬火料放入球磨機(jī)中球磨至粒度小于 ο μ m，得到玻璃粉，取出備用； c)將銀粉，溶有添加劑的有機(jī)載體、玻璃粉一起攪拌成漿狀，在三輥研磨機(jī)上研磨，得到導(dǎo)電漿料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電漿料及其制備方法，導(dǎo)電漿料包括銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體和添加劑，其中，添加劑包括滲透劑。以導(dǎo)電漿料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，其中，銀粉的含量為60-85%；玻璃粉的含量為1-10%；有機(jī)載體的含量為3-20%；滲透劑的含量為0.1-5%。用本發(fā)明的導(dǎo)電漿料在太陽能電池表面印刷、燒結(jié)后，能形成表面平整，高低一致、高寬比高的銀柵線，進(jìn)而能夠提高太陽能電池的電池效率。
文檔編號(hào)H01B13/00GK102903420SQ20111021297
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者舒劍, 李金儡, 周勇, 王美艷 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司