本發(fā)明涉及高分子基電子漿料材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于鎳板印刷的hjt低溫導(dǎo)電銀漿及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)晶硅電池中硅片的類型，光伏電池可分為p型電池和n型電池，其中p型電池主要有bsf電池和perc電池，而bsf電池在2016年前后被perc電池取代。目前各電池廠商生產(chǎn)的perc電池的光電轉(zhuǎn)換效率已接近理論極值，由于技術(shù)更新迭代及市場銀價(jià)波動(dòng)較大的原因，業(yè)界已經(jīng)拋棄了perc電池，轉(zhuǎn)向研究極限效率更高的n型電池。

2、n型電池指的是在n型半導(dǎo)體材料上摻入p元素，形成p+/n型結(jié)構(gòu)的太陽能電池，具有轉(zhuǎn)換效率高、雙面率高、溫度系數(shù)低、無光衰、弱光效應(yīng)好、載流子壽命更長等特點(diǎn)。n型電池主要有topcon，hjt和ibc，其理論最高效率分別為28.7％，29.2％和29.1％，均高于perc的24.5％。

3、n型電池中的hjt電池以價(jià)格低廉的非晶硅作為發(fā)射層，全部工藝在200℃下完成，能量消耗少，避免了傳統(tǒng)電池工藝在高溫下產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)硅片的損傷。此外，其還具有完美的鈍化效果、穩(wěn)定性高、電子遷移率高等特點(diǎn)。值得注意的是，hjt有望與鈣鈦礦形成疊層電池，成為下個(gè)世代的主流電池工藝。

4、基于hjt低溫工藝的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的perc漿料的制作經(jīng)驗(yàn)無法應(yīng)用于低溫漿料的研發(fā)中，較高的技術(shù)壁壘使現(xiàn)有的低溫導(dǎo)電漿料難以同時(shí)滿足各項(xiàng)需求，因此國際市場如日本京都電子、美國杜邦等，國內(nèi)如帝科、聚合和晶銀等漿料公司都在推出差異化產(chǎn)品。

5、太陽能電池實(shí)際是由多個(gè)電池片通過焊帶焊接串聯(lián)而成，在焊接過程中需要涂抹的助焊劑。而助焊劑通常為有機(jī)酸，會(huì)腐蝕硅片和副柵電極之間的界面，會(huì)侵蝕柵線結(jié)構(gòu)，對(duì)電池的光電轉(zhuǎn)換效率的造成不利影響，導(dǎo)致電池性能衰減。在目前的實(shí)際生產(chǎn)中，為了平衡導(dǎo)電漿料的電性能、力學(xué)性能及印刷性等，行業(yè)對(duì)漿料的耐助焊劑性能容忍度較高，幾乎很少有科研人員專門去研究該方面的改進(jìn)。但是，若忽略助焊劑對(duì)電池片的不利影響，研發(fā)者就需要投入更多的精力在提高電池片的光電轉(zhuǎn)換效率上，這顯然是更加困難的。另外在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中的過程中，漿料的印刷性、穩(wěn)定性、耐摩擦性能等也是極其重要的參數(shù)，因此在當(dāng)漿料符合廠商的各項(xiàng)基礎(chǔ)要求時(shí)，研發(fā)出具有高耐助焊劑腐蝕的漿料更加具有戰(zhàn)略意義。

6、此外，隨著產(chǎn)業(yè)的低成本化、高效化，電池金屬化方式也有了很大改變，行業(yè)正在從具有網(wǎng)結(jié)的絲網(wǎng)印刷模式向無網(wǎng)結(jié)的鋼板或鎳板印刷模式改進(jìn)，從絲網(wǎng)印刷23um開口到更窄的12um開口。由于網(wǎng)板材料及印刷過程中的參數(shù)變化，常規(guī)的hjt漿料在印刷過程中普遍存在回墨差、虛印、印刷柵線條數(shù)粗細(xì)不均甚至不能印刷的問題。其中銀粉含量過高或過低都會(huì)對(duì)漿料造成不良影響，過低則導(dǎo)致漿料粘度低，印刷后高寬比差，且樹脂溢出現(xiàn)象嚴(yán)重；過高則不易分散于溶劑中，在研磨工序中容易形成大顆粒，減弱電性能。

7、并且漿料與有機(jī)體系存在一個(gè)最佳比例區(qū)間，選擇不合適的樹脂和溶劑可能會(huì)使?jié){料固化后組織致密度較差，除不耐助焊劑外，附著力、電性能等也會(huì)受到影響。因此開發(fā)出適配鎳板或鋼板的漿料更有助于國家光伏行業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于鎳板印刷的hjt低溫導(dǎo)電銀漿及其制備方法。本發(fā)明制備得到的導(dǎo)電銀漿具有良好的導(dǎo)電性，使用無網(wǎng)結(jié)鎳板印刷時(shí)印刷性好，附著力強(qiáng)，對(duì)助焊劑有極佳的耐性，解決了多電池片由焊帶焊接串聯(lián)造成的效率損失，有效助力了異質(zhì)結(jié)太陽能電池的推廣。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種用于鎳板印刷的hjt低溫導(dǎo)電銀漿，所述導(dǎo)電銀漿由以下質(zhì)量百分比的原料組成：

4、微米級(jí)銀球粉及銀片粉50-75％、亞微米級(jí)球型銀粉18-44％、有機(jī)溶劑2-4％、固化劑0.5％-1.5％、樹脂2-4％，助劑0-1％。

5、優(yōu)選的，所述微米級(jí)銀球粉及銀片粉中，銀球粉與銀片粉的質(zhì)量比為2-3：6-7，所述銀球粉的中值粒徑為1-2um，所述銀片粉的中值粒徑為2-4um；所述亞微米級(jí)球型銀粉的中值粒徑為100-900nm。

6、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑包括以下原料中的一種或多種：松油醇、油酸、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二甘醇一乙醚、二甘醇一丁醚、二氫乙酸松油脂、二甘醇一乙醚乙酸脂、二甘醇一丁醚乙酸脂。

7、優(yōu)選的，所述固化劑包括以下原料中的一種或多種：聚醚胺、聚酰胺、雙氰胺、磺酰二苯胺、間苯二甲胺、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸干，四氫鄰苯二甲酸干，2-乙基-4-甲基咪唑、改性胺、改性咪唑、封閉型多元胺、封閉型異氰酸酯。

8、更優(yōu)選的，所述固化劑含有磺酰二苯胺。

9、優(yōu)選的，所述樹脂選自縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧化合物、脂環(huán)族環(huán)氧化合物、改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

10、優(yōu)選的，所述助劑包括硅烷類偶聯(lián)劑、硅油、氟硅酮、氫化蓖麻油、聚乙烯吡咯烷酮、乳酸單甘油酯、十二烷基磺酸鈉、氣相二氧化硅、聚酰胺蠟、byk11、byk10和byk354中的一種或多種。

11、進(jìn)一步地，所述各種類型的銀粉皆為市場上成熟產(chǎn)出的商業(yè)品。

12、進(jìn)一步地，所述有機(jī)溶劑的作用效果在于分散微米和亞微米級(jí)銀粉、固化劑和助劑，在機(jī)械混合的過程中使?jié){料形成外觀良好、有金屬色澤的流體，多種有機(jī)溶劑的組成可有效的調(diào)控漿料的粘度和流變特性。

13、進(jìn)一步地，所述固化劑的作用為固化樹脂，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

14、進(jìn)一步地，所述樹脂的作用效果為低溫銀漿中的粘結(jié)劑，可以給漿料提供耐摩擦、高導(dǎo)電性等性能。其中縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯環(huán)氧樹脂等。

15、更進(jìn)一步地，所述樹脂除上述可選原料外，還可以與丙烯酸樹脂、三聚氰胺脲醛樹脂混用。

16、進(jìn)一步地，所述助劑種類較多，可改變漿料性質(zhì)。

17、本發(fā)明還提供了所述的導(dǎo)電銀漿的制備方法，包括以下步驟：

18、(1)將所需質(zhì)量的樹脂、助劑、有機(jī)溶劑混合，通過離心分散的方式得到均勻透明的有機(jī)體系，獲得第一有機(jī)載體；

19、(2)將固化劑加入到步驟(1)得到的第一有機(jī)載體中，機(jī)械攪拌或用高速離心機(jī)混合均勻，得到第二有機(jī)載體；

20、(3)將微米級(jí)銀球粉及銀片粉、亞微米級(jí)球型銀粉分三次加入至第二有機(jī)載體中，每次加入后攪拌均勻，直至全部加入后攪拌成漿體，并將漿體放入離心機(jī)離心分散，脫泡處理；

21、(4)將步驟(3)所得的漿體用三輥軋機(jī)研磨分散，并進(jìn)行收集，將所收集的漿料重新離心，脫泡后即可得到具有金屬色澤的成品。

22、優(yōu)選的，步驟(1)和(2)中離心機(jī)轉(zhuǎn)速分別為1200-1800rpm，離心時(shí)間分別1-5min；

23、優(yōu)選的，步驟(3)和(4)中離心機(jī)轉(zhuǎn)速分別為500-600rpm，離心時(shí)間分別1-2min。

24、優(yōu)選的，步驟(4)中三輥軋機(jī)的初輥間距和終輥間距設(shè)定為90-30um、60-20um、45-15um，過輥速度小于200rpm。

25、進(jìn)一步地，步驟(1)和(2)中對(duì)于部分難溶樹脂或固化劑可將其與其他稀釋劑按比例混合，若難以溶解可預(yù)先加熱，但溫度不超過70℃。

26、進(jìn)一步地，步驟(3)和(4)的離心操作時(shí)為了避免加入銀粉后，過高的離心速度和過長的離心時(shí)間使?jié){料發(fā)熱，引發(fā)樹脂反應(yīng)，故而降低了轉(zhuǎn)速。

27、本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：

28、本發(fā)明提供了一種適配于鎳板印刷且具有優(yōu)異的耐助焊劑性能的低溫異質(zhì)結(jié)(hjt)電池導(dǎo)電銀漿及其制備工藝，該漿料具有以下優(yōu)異的技術(shù)進(jìn)步。

29、1、耐助焊劑性能強(qiáng)：

30、本發(fā)明提供的導(dǎo)電銀漿具有良好的耐助焊劑性能，有效降低了用焊帶將多電池片串聯(lián)一體化過程中刷涂助焊劑對(duì)柵線的影響。這是因?yàn)殡姵赝獗砻嫜趸熷a(ito)的晶格為為中心立方體，六個(gè)氧原子占據(jù)頂點(diǎn)，并空余兩個(gè)氧原子空位，而磺酰二苯胺中存在磺?；溲踉拥碾娮釉婆cito發(fā)生重疊，使ito晶格發(fā)生畸變，部分氧原子填補(bǔ)到晶格空位中，緊密鍵合令固化后的柵線對(duì)于酸性的助焊劑的侵蝕有一定的抗性，提高了漿料整體的耐助焊劑性能。

31、2、適用于鎳板印刷，印刷后線性好、附著力強(qiáng)、線形平整，且耐摩擦能力強(qiáng)：

32、(1)本發(fā)明選擇的銀粉粉體尺寸較為合理，大體積高質(zhì)量的銀粉遏制了溶劑的析出擴(kuò)散現(xiàn)象，在不影響電性能的同時(shí)，保證了漿料即使用鎳板印刷，印刷后的柵線也相對(duì)平整，并維持窄而高的形狀，減少了電池片的遮光部分，意味著增加了太陽能的利用效率。

33、(2)本發(fā)明選擇的有機(jī)溶劑蒸發(fā)溫度區(qū)間合理，多種溶劑與樹脂復(fù)配后形成的均一有機(jī)系統(tǒng)與鎳板的適配性高，使?jié){料的觸變指數(shù)處于合理范圍，有利于漿料在印刷過程中被刮刀鋪開，不僅能順利的進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，在鎳板上印刷的柵線也十分平整；除此之外，漿料固化后樹脂會(huì)與晶硅電池片表面的ito薄膜產(chǎn)生鍵合，具有優(yōu)異的耐助焊劑性能。

34、(3)本發(fā)明漿料具有良好的印刷性、流動(dòng)性，可窄線寬印刷，不僅適配于常規(guī)的絲網(wǎng)印刷，還能高度適配鎳板印刷工藝。

35、3、導(dǎo)電性好，光電轉(zhuǎn)換效率高，低溫固化性好：

36、(1)本發(fā)明提供的低溫導(dǎo)電漿料是一種多原料混合物，漿料中的樹脂、固化劑、溶劑以及銀粉搭配合理，漿料在印刷過程中可浸潤ito絨面，使固化后的柵線與ito結(jié)合更為緊密，使導(dǎo)電相和電池片距離更小，接觸電阻等性能指標(biāo)更好。

37、(2)發(fā)明借助環(huán)氧樹脂優(yōu)異的收縮性，將其作為基體樹脂與磺酰二苯胺和其他固化劑搭配使用，在固化過程中，一些加成型固化劑可參與到樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中，使整體結(jié)構(gòu)更加致密，提高了漿料的導(dǎo)電性能。

38、(3)本發(fā)明制備得到的低溫導(dǎo)電漿料在用于hjt太陽能電池時(shí)，能夠產(chǎn)生優(yōu)秀的歐姆接觸性能，從而具有優(yōu)秀的光電轉(zhuǎn)換效率，光電轉(zhuǎn)換效率的損失小于0.3％。

39、(4)本發(fā)明導(dǎo)電漿料擁有固化窗口寬泛(150-200℃)的優(yōu)點(diǎn)，無需高溫?zé)Y(jié)，使用方法簡單，且體電阻、線電阻和接觸電阻低，光電轉(zhuǎn)換能力高，印刷的柵線耐摩擦能力強(qiáng)，適配新型的印刷技術(shù)，有利于hjt工藝在市面上的推廣，具有廣泛的應(yīng)用前景和市場價(jià)值。