用于HJT电池的导电浆料及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池及导电浆料领域，尤其涉及一种用于hjt电池的导电浆料及其制备方法。
背景技术：
：相较于其它可再生能源，太阳能发电技术具有诸多突出的优点，太阳能电池行业也正是在此种背景下得到快速发展。其中，晶体硅太阳能电池由于原料成本较低、技术相对成熟，目前仍是行业内应用最为广泛的光伏产品；且就晶体硅太阳能电池而言，其产业化技术相对来说已较为成熟，依靠传统工艺改进对电池效率的提升越来越有限。因此，为应对国内外市场对电池转换效率与稳定性方面要求的提高，业内对新型电池的研究予以更多的关注。hjt电池(异质结电池，也称hit电池)主要是在n型硅片的正/背面沉积本征α-si：h层后分别沉积p型α-si：h层和n型α-si：h层，再进行金属化，其具有高转换效率、低光衰、低温度系数等优势，是非常理想的一类的电池产品。目前，众多厂商也就hjt电池工艺、材料、设备进行积极研究，以期占领行业优势地位。相较于传统的晶体硅太阳能电池，hjt电池的金属化通常采用相应的低温固化型导电浆料，并在200℃左右的温度条件下进行固化。现有低温固化型导电浆料包括银粉、树脂、溶剂及添加剂，所述树脂可以采用热塑性树脂或热固性树脂。固化完成后的导电浆料通过树脂实现银粉与硅基底、银粉颗粒间的粘结，相较高温烧结型银浆而言，体电阻相对较大，电极栅线的附着力较差，且上述固化过程耗时较长，很大程度影响固化设备的产能。因此，为更好地满足hjt电池的生产需求，有必要对上述导电浆料的组成、配比及制备工艺进行优化设计，提高固化效率及导电性能。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种用于hjt电池的导电浆料及其制备方法，能够提高导电性能与工艺适应性，满足hjt电池的生产需求。为实现上述发明目的，本申请提供了一种用于hjt电池的导电浆料，包括导电粉末与有机载体，所述导电粉末包括55～70质量份片状银粉、15～25质量份银合金粉、25～30质量份纳米银粉、5～10质量份铟合金粉，且所述片状银粉的中值粒径大于所述银合金粉的中值粒径；所述有机载体包括2.5～5质量份有机树脂与8～12质量份溶剂。作为本申请实施例的进一步改进，所述银合金粉中银含量设置为85wt％～95wt％。作为本申请实施例的进一步改进，所述片状银粉的中值粒径为1～3μm；所述银合金粉的中值粒径为0.5～1μm。作为本申请实施例的进一步改进，所述纳米银粉的中值粒径介于20～80nm。作为本申请实施例的进一步改进，所述铟合金粉设置为铟锡合金粉末，且所述铟合金粉的中值粒径设置为0.3～5μm。作为本申请实施例的进一步改进，所述有机树脂选自双酚a型环氧树脂、饱和聚酯树脂、羟基化丙烯酸树脂、有机硅树脂中的至少一种；所述溶剂为二乙二醇乙醚醋酸酯、二价酸酯两者中的至少一种与尼龙酸二甲酯的混合溶剂。作为本申请实施例的进一步改进，所述导电浆料还包括固化剂、触变剂与流平剂，所述触变剂包含气相二氧化硅、有机膨润土、改性氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的一种或几种；所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体且其分子量为1000～2500。本申请还提供一种如前所述的导电浆料的制备方法，主要包括：称取有机树脂与溶剂，并将所述有机树脂加入溶剂，加热并搅拌得到有机载体，控制所述有机载体的粘度介于2800～6400cp；将片状银粉、银合金粉、纳米银粉及铟合金粉加入有机载体，并依次进行分散与真空脱泡处理，得到混合浆体；将所述混合浆体转移至三辊机进行研磨，得到导电浆料。作为本申请实施例的进一步改进，所述银合金粉的制备包括将硝酸银或氟化银或醋酸银的水溶液以及含金、铜、镍、铝、锡中至少一种的金属盐溶液同时加入反应液，并保持搅拌与超声处理；再经分离、清洗、干燥得到相应的银合金粉。作为本申请实施例的进一步改进，所述真空脱泡步骤的真空度设置为0.06～0.15mpa，时间设置为5～10min。本发明的有益效果是：采用本发明提供的导电浆料及其制备方法，适于hjt电池的金属化应用，通过对导电粉末的组成进行优化设计，可提高导电粉末的整体质量占比，缩减固化时间，并改善固化后的电极形态，降低内部电阻；且其工艺调节窗口宽广，性能稳定，适于hjt电池的生产制备。附图说明图1是本发明浆料的制备方法的主要流程示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。本发明提供了一种用于hjt电池的导电浆料，具体可通过印网印刷工艺在hjt电池表面印制得到相应的电极图案，并在固化后与hjt电池表面的tco(transparentconductiveoxide，透明导电氧化物)膜层形成良好的欧姆接触，以实现hjt电池的功率输出。所述导电浆料主要包括导电粉末与有机载体，所述导电粉末包括片状银粉、银合金粉、纳米银粉及铟合金粉；所述有机载体包括有机树脂与溶剂。具体地，所述导电粉末的组成包括55～70质量份片状银粉、15～25质量份银合金粉、25～30质量份纳米银粉、5～10质量份铟合金粉；所述有机载体包括2.5～5质量份有机树脂与8～12质量份溶剂。所述片状银粉的中值粒径大于所述银合金粉的中值粒径，所述片状银粉的中值粒径为1～3μm；所述银合金粉的中值粒径为0.5～1μm。另，所述纳米银粉的中值粒径介于20～80nm；所述铟合金粉设置为铟锡合金粉末，且所述铟合金粉的中值粒径设置为0.3～5μm。除此，所述银合金粉中银含量设置为85wt％～95wt％。所述银合金粉优选为二元或三元合金粉末，如银铜合金、银铜镍合金等，且所述银合金粉可采用无定型颗粒，优选为球形或类球形颗粒。所述银合金粉能够提高金属银的活性，所述铟锡合金粉末则具有质地柔软，可塑性强等特点，其能够较好地充实片状银粉、银合金粉颗粒之间较大的间隙，减小所述导电浆料后的体电阻。所述纳米银粉由于良好的导电性能及特有的表面效应，此处，结合导电粉末的其它组成及工艺需求，对纳米银粉的规格与用量进行了优选设计。所述导电粉末经固化后收缩均匀，改善电流传输性能，降低串阻，且使得相应的电极栅线更为均匀美观。所述有机树脂选自双酚a型环氧树脂、饱和聚酯树脂、羟基化丙烯酸树脂、有机硅树脂中的至少一种；所述溶剂为二乙二醇乙醚醋酸酯、二价酸酯两者中的至少一种与尼龙酸二甲酯(dbe)的混合溶剂。上述有机载体制备与应用环境较为友好，毒副污染小。进一步地，所述导电浆料还包括固化剂、触变剂与流平剂，需要说明的是，所述固化剂、触变剂与流平剂既可作为所述有机载体的组成部分，亦可随上述导电粉末一并加入有机载体进行所述导电浆料的制备。具体地，所述固化剂可采用异氰酸酯、胺类化合学物、酸酐中的一种；所述触变剂包含气相二氧化硅、有机膨润土、改性氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的一种或几种；所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体且其分子量为1000～2500，所述流平剂的用量优选为20～500ppm。所述有机载体的优化以及固化剂、触变剂与流平剂的应用有助于提高导电浆料的印刷性能，根据实际测试，所述导电浆料可以印刷得到宽度达到25～30μm的均匀连续栅线，且上述栅线具有较好的高宽比。为对本申请提供的导电浆料进行更清楚的描述，此处，我们提供如下实施例与对比例进行比对的结果，实施例1、实施例2采用本申请导电浆料，区别在于实施例1的固化时间为25min，实施例2的固化时间为12min；对比例采用现有导电浆料且固化时间为12min。将采用现有hjt导电浆料并经25min固化得到的同样规格的hjt电池的转换效率作为基准，上述实施例与对比例的测试结果如下列表1所示：转换效率(eff)实施例1偏高0.06％实施例2偏高0.04％对比例偏低0.11％上表所列为实施例1、2与对比例分别采用若干相应的hjt电池测试得到的均值，从比对结果可看出，采用本申请导电浆料能够提高hjt的转换效率，且当hjt电池的固化时间从25min减少至12min时，相应的hjt电池的转换效率仅略有下降，结合各项具体电性参数分析，主要源于串阻rs的减低与填充因子ff的提高。相比较地，对比例的转换效率则出现明显的降低，说明现有的导电浆料需要保证足够长的固化时间以避免效率。换言之，本申请导电浆料不仅能提高hjt电池的转换效率，且能适当缩减固化工艺时间，工艺适应性良好，利于提高现场固化生产设备的产能，优化hjt电池生产工艺。参图1所示，本申请还提供一种如前所述的导电浆料的制备方法，包括：称取有机树脂与溶剂，并将所述有机树脂加入溶剂，加热并搅拌得到有机载体；将片状银粉、银合金粉、纳米银粉及铟合金粉加入有机载体，并依次进行分散与真空脱泡处理，得到混合浆体；将所述混合浆体转移至三辊机进行研磨，得到导电浆料。其中，所述有机载体的制备过程，控制所述有机载体的粘度介于2800～6400cp；所述真空脱泡步骤的真空度设置为0.06～0.15mpa，时间设置为5～10min。所述分散步骤是将所述片状银粉、银合金粉、纳米银粉、铟合金粉与有机载体进行充分混合，得到均匀的混合浆体，所述分散步骤可采用行星混合机，优选采用高速分散机实现更有效的均质分散的效果。实际生产中，还需根据导电浆料的细度需求(优选控制在6～14μm)，将混合浆体在三辊机进行两次或多次研磨。除此，完成研磨后的导电浆料还可再次进行真空脱泡，改善浆料形状与质量。所述银合金粉的制备包括将硝酸银或氟化银或醋酸银的水溶液以及含金、铜、镍、铝、锡中至少一种的金属盐溶液同时加入反应液，并保持搅拌与超声处理；再经分离、清洗、干燥得到相应的银合金粉。所述反应液保持ph值为3.5～5的酸性反应环境，且所述反应液中通常添加有分散剂以利于反应生成银合金。上述搅拌与超声处理保持同步且维持时间设置在10min左右；除此，所述分离步骤具体可采用抽滤方法实现。在本发明的其它实施方式中，为进一步提高导电浆料质量，所述有机载体的制备过程还包括，在将有机树脂加入溶剂融解后，搁置既定时间后进行过滤除去上述有机载体中可能存有的凝聚物及杂质，具体可采用聚酯滤网进行过滤。综上所述，本发明用于hjt电池的导电浆料通过对导电粉末的组成进行优化设计，可提高导电粉末的整体质量占比，再结合该导电浆料的制备工艺的改进，能够降低内部电阻，提高相应的hjt电池的转换效率；且其工艺调节窗口宽广，缩减固化时间，改善固化后的电极形态，性能稳定，适于hjt电池的生产制备，具有较好的应用前景。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12