一种克服水煮3M胶带撕拉银铝掉粉的PERC背银制备方法与流程

一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法
技术领域
1.本发明涉及perc电池技术领域，特别是涉及一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法。


背景技术：

2.3m胶带是生活中常用的一种胶粘用品，粘接强度高，持粘性好，大部分是由丙烯酸胶黏剂涂布制成，3m胶带耐老化性、耐温性、抗腐蚀、抗化学性好，具备环保无毒等特点。
3.太阳能电池组件服役后，湿热状态下组件内部可能会存在水汽，对电极材料背铝产生影响作用，尤其是银铝的搭接处耐水性最差，因此存在严重的效率衰减隐患。由于铝本身为活泼金属，与热水反应较为剧烈，现有perc背银生产技术一般是将铝浆烧结，通过铝膜致密化和玻璃粉釉包覆作用克服水煮3m胶带撕拉掉粉。而由于银铝搭接处银浆和铝浆粉体烧结收缩不匹配，铝膜致密化差，且两者玻璃粉的兼容性不强，该处玻璃粉釉对玻璃粉的包覆作用弱，现有的perc背银很难满足水煮3m胶带撕拉银铝不掉粉的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：
6.一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法，所述perc背银由质量百分比40～70％的主体银粉、质量百分比0～20％的辅助银粉、质量百分比1～3％的玻璃粉、质量百分比30～60％的有机载体和0.1～2％的添加剂构成。
7.所述perc背银的制备方法具体包括以下步骤：
8.s1、按配比称取主体银粉、辅助银粉、玻璃粉和添加剂，将其置于反应釜内加热至50～80℃，保温30～60min，再按比例取用有机载体，将其于60～80℃搅拌，将加热后的材料与有机载体于高速搅拌器中搅拌分散，得到混合均匀的原料；
9.s2、利用三辊研磨机研磨s1所得的混合均匀的原料，控制研磨间隙逐渐减小，前、中、后的辊筒转速比为6～9：2～3：1，过筛得到目标perc背银，所得物料细度小于3.0μm；
10.其中，主体银粉为外观呈橘皮状的球形银粉，兼具大粒径和高活性的特点，能够优化银铝的烧结收缩匹配性，所述主体银粉的粒径为1.0～3.0μm，比表面积为1.5～3.5m2/g，振实密度为1.5～3.5g/ml。
11.优选的，所述辅助银粉为0.2～1μm粒径的超细银粉和/或1～3μm粒径的片状银粉。
12.优选的，所述有机载体包括树脂和溶剂，树脂与溶剂的重量占比为1～5： 15～19，树脂和溶剂混合、加热、搅拌的温度为60～80℃。
13.优选的，所述树脂包括乙基纤维素、丙烯酸树脂、pvb、cab、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种，所述溶剂包括丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
14.优选的，所述添加剂为byk-110、聚酰胺蜡、司班中的至少一种。
15.作为本发明的进一步方案，所述玻璃粉由主体玻璃粉和低熔玻璃粉构成，高熔玻璃粉与低熔玻璃粉相结合的方式能够保证银铝搭接局部玻璃粉釉对铝形成保护，主体玻璃粉和低熔玻璃粉的比例为2～5：1，所述主体玻璃粉的平均粒径为0.5～2.0μm，软化点为500～700℃，所述低熔玻璃粉的平均粒径为0.1～1.0μm，软化点为350～500℃。
16.优选的，所述主体玻璃粉的原料及重量份组成为：基础氧化物12～50份、高价氧化物40～88份和其他氧化物0～10份，高阶氧化物的氧化性强，能够促进活性铝的表面氧化，保证其化学惰性，进而抑制铝相与水反应，其中，基础氧化物包括质量占比1～20％的氧化铅、1～20％的氧化铋、0～10％的氧化硼、10～30％的氧化硅和0～10％的氧化铝，高价氧化物包括质量占比1～20％的氧化锑、1～20％的三氧化钨、10～30％的二氧化锰和5～30％的氧化铜，其他氧化物包括氧化锌、氧化铬和氧化钙。主体玻璃粉用于保证perc背银的拉力和电性能。
17.优选的，所述低熔玻璃粉的原料及重量份组成为：氧化铅60～80份、氧化硼 1～20份、氧化锌1～20份、氧化硅1～10份和氧化铝0～10份。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明的背银主体材料选用橘皮状的球形银粉，兼具大粒径和高活性的特点，能够优化银铝的烧结收缩匹配性。
20.2、本发明采用高熔玻璃粉与低熔玻璃粉相结合的方式，保证了银铝搭接局部玻璃粉釉对铝形成保护，同时利用高阶强氧化性氧化物促进活性铝的表面氧化，保证其化学惰性，进而抑制铝相与水反应，克服水煮后撕拉银铝掉粉的技术难题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明对比例的撕拉结果示意图；
23.图2为本发明实施例的撕拉结果示意图；
24.图3为本发明原料主体银粉的扫描电镜图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1：
27.本实施例提供了一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法，以质量百分比计，该perc背银由40％主体银粉、20％辅助银粉、2％玻璃粉、 37％有机载体和1％添加剂构成。
28.其中，如图3所示，主体银粉为外观呈橘皮状的球形银粉，兼具大粒径和高活性的特点，能够优化银铝的烧结收缩匹配性，主体银粉的粒径为3.0μm，比表面积为2m2/g，振实密度为3g/ml；辅助银粉选自0.5μm的超细银粉。
29.本实施例中的玻璃粉由主体玻璃粉和低熔玻璃粉构成，高熔玻璃粉与低熔玻璃粉相结合的方式能够保证银铝搭接局部玻璃粉釉对铝形成保护，主体玻璃粉和低熔玻璃粉质量比为3：1，主体玻璃粉用于保证perc背银的拉力和电性能，其平均粒径为1.0μm，软化点为560℃，其原料及重量份组成如下：质量占比为 30％的基础氧化物由12％氧化铅、5％氧化铋、10％氧化硅和3％氧化铝构成，质量占比为65％的高价氧化物由5％氧化锑、5％三氧化钨、28％二氧化锰和27％氧化铜构成，质量占比为5％的其他氧化物由4％氧化锌和1％氧化铬构成。高阶氧化物的氧化性强，能够促进活性铝的表面氧化，保证其化学惰性，进而抑制铝相与水反应，减少水煮3m胶带撕拉后银铝掉粉。
30.低熔玻璃粉的平均粒径为0.1～1.0μm，软化点为370℃，其原料及重量份组成如下：75％氧化铅、15％氧化硼、8％氧化锌和2％氧化硅。
31.以总物料的重量百分比计，有机载体包括10％乙基纤维素、2％丙烯酸树脂、 70％醇酯十二和18％丁基卡必醇。
32.以总物料的重量百分比计，添加剂为0.5％byk-110和0.5％司班。
33.本实施例提供的克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银的制备方法具体包括以下步骤：
34.s1、按上述配比称取外观呈橘皮状的球形银粉、超细银粉、主体玻璃粉、低熔玻璃粉、添加剂byk-110和司班，并将原料置于反应釜内50～80℃加热，保温40min，再按上述配比取用乙基纤维素、丙烯酸树脂、醇酯十二和丁基卡必醇，将其混合并于60～80℃搅拌，将加热后的材料与有机载体于高速搅拌器中搅拌分散，得到混合均匀的原料；
35.s2、利用三辊研磨机研磨s1所得的混合均匀的原料，控制研磨间隙逐渐减小，前、中、后的辊筒转速比为6：3：1，过筛得到目标perc背银，所得物料细度小于3.0μm。
36.实施例2：
37.本实施例提供了一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法，以质量百分比计，该perc背银由50％主体银粉、15％辅助银粉、2.5％玻璃粉、 32％有机载体和0.5％添加剂构成。
38.其中，主体银粉为外观呈橘皮状的球形银粉，主体银粉的粒径为3.0μm，比表面积为2m2/g，振实密度为3g/ml；辅助银粉选自1.0μm的片状银粉。
39.本实施例中的玻璃粉由主体玻璃粉和低熔玻璃粉构成，主体玻璃粉和低熔玻璃粉质量比为4：1，主体玻璃粉用于保证perc背银的拉力和电性能，其平均粒径为1.0μm，软化点为540℃，其原料及重量份组成如下：质量占比为40％的基础氧化物由12％氧化铅、5％氧化铋、10％氧化硼、10％氧化硅和3％氧化铝构成，质量占比为60％的高价氧化物由5％氧化锑、5％三氧化钨、25％二氧化锰和 25％氧化铜构成；低熔玻璃粉与实施例1一致。
40.以总物料的重量百分比计，有机载体包括10％乙基纤维素、2％丙烯酸树脂、 70％醇酯十二和18％丁基卡必醇，与实施例1一致。
41.以总物料的重量百分比计，添加剂为0.5％聚酰胺蜡。
42.本实施例提供的克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银的制备方法的具体步
骤与实施例1大体一致，其不同之处在于，采用的原料为上述外观呈橘皮状的球形银粉、片状银粉、主体玻璃粉、低熔玻璃粉、添加剂聚酰胺蜡和有机载体乙基纤维素、丙烯酸树脂、醇酯十二、丁基卡必醇，配比为本实施例所述配比，研磨时设置前、中、后的辊筒转速比为8：2：1，最终得到目标perc背银。
43.实施例3：
44.本实施例提供了一种克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银制备方法，以质量百分比计，该perc背银由60％主体银粉、5％辅助银粉、3％玻璃粉、30％有机载体和2％添加剂构成。
45.其中，主体银粉和辅助银粉与实施例1一致，主体银粉采用外观呈橘皮状的球形银粉，主体银粉的粒径为3.0μm，比表面积为2m2/g，振实密度为3g/ml；辅助银粉采用0.5μm的超细银粉。
46.本实施例中的玻璃粉由主体玻璃粉和低熔玻璃粉构成，主体玻璃粉和低熔玻璃粉质量比为5：1，主体玻璃粉用于保证perc背银的拉力和电性能，其平均粒径为1.0μm，软化点为570℃，其原料及重量份组成如下：质量占比为45％的基础氧化物由12％氧化铅、8％氧化铋、10％氧化硼、10％氧化硅和5％氧化铝构成，质量占比为45％的高价氧化物由5％氧化锑、5％三氧化钨、15％二氧化锰和 20％氧化铜构成，质量占比为10％的其他氧化物由3％氧化锌、3％氧化铬和4％氧化钙构成；低熔玻璃粉与实施例1一致。
47.以总物料的重量百分比计，有机载体包括10％乙基纤维素、2％丙烯酸树脂、 70％醇酯十二和18％丁基卡必醇，与实施例1一致。
48.以总物料的重量百分比计，添加剂为0.5％byk-110、1％聚酰胺蜡和0.5％司班的混合物。
49.本实施例提供的克服水煮3m胶带撕拉银铝掉粉的perc背银的制备方法的具体步骤与实施例1大体一致，其不同之处在于，采用的原料为按本实施例配比的外观呈橘皮状的球形银粉、超细银粉、主体玻璃粉、低熔玻璃粉、添加剂 byk-110、聚酰胺蜡、司班和有机载体乙基纤维素、丙烯酸树脂、醇酯十二、丁基卡必醇，研磨时设置前、中、后的辊筒转速比为9：3：1，最终得到目标perc 背银。
50.分别采用实施例1-3提供的方法制备得到目标perc背银，将perc背银涂覆在对应的极片上，用2kg辊压轮进行辊压，极片压实后得到perc电池极片。分别将电池极片85℃下水煮20min，干燥后用3m胶带粘黏所得perc电池片，银铝搭接处反向180
°
撕拉后，将3m胶带贴到白纸上，通过掉粉情况判断是否克服3m胶带撕拉银铝掉粉的问题。
51.以市场上现有的同类型产品为对比例，分别对实施例1-3提供的perc背银及对比例进行性能检测及3m胶带撕拉检测，检测结果如附图1-2及下表所示。
[0052][0053]
由附图1-2及上表可知，市场上现有的产品银铝搭接处不稳定，水煮3m胶带撕拉后容易掉粉，而本技术提供的perc背银用于电池极片时，克服了水煮 3m胶带撕拉银铝掉粉的
技术难题，能够满足3m胶带撕拉不掉粉的要求。
[0054]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。