一种异质结电池用低温导电浆料及制备方法与流程

专利2026-09-01  3


本发明涉及光伏领域,特别是涉及一种异质结电池用低温导电浆料及制备方法。


背景技术:

1、hjt电池又称为异质结电池,它是一种特殊的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,综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,是高转换效率硅基太阳能电池的重要发展方向之一。同时,与传统p型晶硅电池相比,其具备更高的光电转换效率和双面性,且还具备工艺流程简单、提效潜力高、降本空间大等特点。

2、丝网印刷是异质结电池制备电极的常见工艺,结合目前晶硅电极丝网印刷工艺,异质结电池的电极制备多采用分步印刷来满足电池对电性能和焊接拉力的需求。分步丝网印刷中即存在主栅和细栅之分,主栅主要用于提供焊接拉力和收集电流,同时制备主栅电极时可适当降低银含量,降低成本。

3、现有专利公开号为cn116580870a提出了一种光伏银浆及其制备方法和应用,其通过设置由导电银浆和包括金属氧化物、金属氢氧化物、低熔点金属中的至少一种的掺杂剂所组成的光伏银浆,使得光伏银浆在在200℃左右的温度作用下,与传统的tco层材料铟锡氧化物发生一定程度的反应、掺杂或者重排,从而轻微破坏铟锡氧化物表面的结构,且由于掺杂剂中具有小颗粒的属性,可以有较大的比面积与银粉进行搭接,从而大幅提高银浆与tco层的接触,从而使得在较少影响电阻率的情况下,降低欧姆接触的影响,从而更好的收集异质结光伏电池片的电流,提供更好的光电转换效率。

4、然而上述装置存在一定的缺陷:首先,上述方案通过掺杂剂在200℃的低温条件下实现与tco层材料掺杂很难;其次,即使有轻微的掺杂,但是并不一定适应所有的tco层材料;并且,该掺杂剂中的金属氧化物和金属氢氧化物在低温条件下无法形成粘结相的作用,进而会严重影响到栅线自身的体电阻率;此外,上述方案中还使用了常规低温银浆的热固性树脂和固化剂体系,由于热固树脂影响低温金属的焊接作用,故该体系不利于电阻率的进一步改善。综上所述,上述方案存在一定的局限性。

5、因此,需要一种异质结电池用低温导电浆料及制备方法,以解决上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,提供一种异质结电池用低温导电浆料及制备方法,以使得能够在激光辅助烧结的过程中,保证异质结电池的栅线与tco层在局部电流高温下实现充分接触,并形成有足够的结合力,同时可以实现浆料对tco层形成部分渗透,从而改善电池串联电阻和填充因子,最终实现转化效率的提升。

2、为解决上述技术问题,本发明提供一种异质结电池用低温导电浆料,按照质量百分比由以下组分组成:

3、银粉70%-90%,热塑性树脂1%-5%,腐蚀剂1%-5%,功能颗粒3%-25%以及有机溶剂3%-15%;

4、所述腐蚀剂为有机酸或无机酸;

5、所述功能颗粒为低熔点合金。

6、进一步的,所述腐蚀剂为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种。

7、进一步的,所述腐蚀剂为脂肪族有机酸、芳香族有机酸、天然有机酸中的一种或多种。

8、进一步的,所述腐蚀剂为乙酸。

9、进一步的,所述银粉为球形银粉。

10、进一步的,所述银粉包括微米粉、亚微米粉以及纳米粉。

11、进一步的,所述微米粉的粒径为1μm-5μm。

12、进一步的,所述亚微米粉的粒径为500nm-800nm。

13、进一步的,所述纳米粉的粒径为20nm-300nm。

14、进一步的,所述热塑性树脂为乙基纤维素、羟基纤维素、醋酸纤维素、丙烯酸树脂或pvb树脂中的一种。

15、进一步的,所述功能颗粒为铟、锡、铋、铅、银、镓中任一种或两种及以上的合金。

16、进一步的,所述有机溶剂为乙酸乙酯、石脑油、丙二醇甲醚醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、柠檬酸正三丁酯、乙二醇二丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、硬酯酸丁酯、油酸、油酸丁酯、松油醇中的一种或多种。

17、在另一方面,本发明还提出了一种异质结电池用低温导电浆料的制备方法,包括如下步骤:

18、制备粉体体系:按照比例称量银粉与功能颗粒,且将所述银粉与所述功能颗粒进行混合,使所述功能颗粒均匀地分布在所述银粉内;

19、制备胶体体系:按照比例称量热塑性树脂、腐蚀剂以及有机溶剂,将所述热塑性树脂、所述腐蚀剂以及所述有机溶剂充分混合并搅拌;

20、异质结电池用低温导电浆料的制备:按照比例称量所述粉体体系以及所述胶体体系,将所述粉体体系加入所述胶体体系内,且通过行星式搅拌机进行混合搅拌,并搅拌后进行轧制,然后在三辊轧机内混匀后获得低温导电浆料。

21、相比于现有技术,本发明至少具有以下有益效果:

22、通过设置具有腐蚀剂的低温导电浆料,利用腐蚀剂在高温环境下与tco层形成熔融和腐蚀渗透,且使得功能颗粒在与银粉形成互熔后,能够起到银粉空隙的填充以及银粉之间的连接作用,以保证工艺过程中栅线与tco层粘附力。且通过将腐蚀剂设置为有机酸或无机酸,由于酸对tco层的刻蚀具有普遍性,故能够适用于不同的tco层,即适用范围更广,另外酸在高温条件下容易挥发和分解,进而也不存在影响栅线导电性的情况,即避免因腐蚀剂的存在而对栅线导电性能形成干扰的情况发生。此外,由于低温导电浆料还具有热塑性树脂,进而还可防止局部高温导致的低温银浆因树脂分解而附着力变差的问题,最终可以让浆料稳定性更高,印刷线形更好,即达到栅线与tco层接触更好、串阻更低以及填充因子和转化效率更高的目的。



技术特征:

1.一种异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,按照质量百分比由以下组分组成:

2.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述腐蚀剂为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述腐蚀剂为脂肪族有机酸、芳香族有机酸、天然有机酸中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述腐蚀剂为乙酸。

5.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述银粉为球形银粉。

6.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述银粉包括微米粉、亚微米粉以及纳米粉。

7.如权利要求6所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述微米粉的粒径为1μm-5μm。

8.如权利要求6所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述亚微米粉的粒径为500nm-800nm。

9.如权利要求6所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述纳米粉的粒径为20nm-300nm。

10.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述热塑性树脂为乙基纤维素、羟基纤维素、醋酸纤维素、丙烯酸树脂或pvb树脂中的一种。

11.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述功能颗粒为铟、锡、铋、铅、银、镓中任一种或两种及以上的合金。

12.如权利要求1所述的异质结电池用低温导电浆料,其特征在于,所述有机溶剂为乙酸乙酯、石脑油、丙二醇甲醚醋酸酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、柠檬酸正三丁酯、乙二醇二丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、硬酯酸丁酯、油酸、油酸丁酯、松油醇中的一种或多种。

13.一种异质结电池用低温导电浆料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明揭示了一种异质结电池用低温导电浆料及制备方法,其中,所述异质结电池用低温导电浆料,按照质量百分比由以下组分组成:银粉70%‑90%,热塑性树脂1%‑5%,腐蚀剂1%‑5%,功能颗粒3%‑25%以及有机溶剂3%‑15%;所述腐蚀剂为有机酸或无机酸;所述功能颗粒为低熔点合金。本发明能够在激光辅助烧结的过程中,保证异质结电池的栅线与TCO层在局部电流高温下实现充分接触,并形成有足够的结合力,同时可以实现浆料对TCO层形成部分渗透,从而改善电池串联电阻和填充因子,最终实现转化效率的提升。

技术研发人员:殷志豪,雍文炯
受保护的技术使用者:天合光能股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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