一种全球粉构成的低温浆料的制作方法

本发明属于导电浆料，具体涉及一种全球粉构成的低温导电浆料。

背景技术：

1、导电浆料是由金属粉末、树脂、溶剂和添加剂混合而成的膏状物，经印刷、固化可制成太阳能电池板栅线等电子线路和电子元件。低温导电浆料(简称低温浆料)是固化温度较低(通常不超过200℃)的导电浆料。

2、金属粉末的尺寸和形状对导电浆料的性能有重要影响。一些现有技术通过向导电浆料中添加纳米金属颗粒来填补金属颗粒之间的间隙，进而改善由导电浆料获得的线路或元件的导电性。例如cn111065684a公开了一种导电性组合物，包括金属纳米颗粒、金属颗粒、热固性树脂、固化剂以及纤维素树脂，通过在基板上涂布和煅烧导电性组合物而形成的导体的比电阻优选为5.0×10-6ω·cm以下。但添加纳米颗粒会严重影响丝网印刷速率，导致在250mm/s的高速印刷下外观不良(出现断栅、虚印等缺陷)，从而导致低温浆料无法批量使用。而且纳米颗粒的制备工艺复杂，制作稳定性较差，性能要求高，成本高昂，限制了低温浆料的量产，最终导致低温异质结光伏电池的度电成本高。

3、为了改善金属颗粒之间的接触，现有技术常用的手段还有混合使用多种不同形状的金属颗粒(例如混合使用球粉和片粉)。例如cn111261320a公开了一种环氧树脂基低温导电银浆，包括以下重量份的组分：银粉55-75重量份、环氧树脂5-15重量份、固化剂0.3-10重量份、固化促进剂0.05-5重量份、稀释剂2-18重量份、抑制剂0.01-1重量份、流变助剂0.1-3重量份、添加剂0.5-5重量份，其中银粉可以为片状银粉和球形银粉的混合物。但片状银粉粒径较大，影响印刷开口度，不利于丝网的细线印刷，从而导致低温浆料无法批量使用。

4、因此，本领域仍需要一种导电性好、同时适于高速印刷和细线印刷的低温浆料。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种全球粉构成的低温浆料，能够满足低温浆料细栅印刷的应用。本发明采用的球形银粉粒径大小远远低于片状银粉，更适于光伏产业的发展需求，同时保证电池效率的前提下，可以实现17-15μm的细栅印刷，有助于降低单片耗量，同时通过调节树脂和固化剂的含量，使制得的电极与添加片粉的浆料制得的电极电阻相当。本发明的低温浆料适用于印制异质结电池的栅线。

2、具体而言，本发明的一个方面提供一种低温浆料，所述低温浆料包括导电粒子、热固性树脂、固化剂和溶剂，所述低温浆料中，所述导电粒子的含量为88-95wt％，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和任选的第三球形银粉组成，所述第一球形银粉的平均粒径为0.8-1.2μm，所述第二球形银粉的平均粒径为1.5-2.0μm，所述第三球形银粉的平均粒径为0.2-0.4μm。

3、在一个或多个实施方案中，所述导电粒子由质量比为1:3到3:1的第一球形银粉和第二球形银粉组成。

4、在一个或多个实施方案中，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和第三球形银粉组成且所述第三球形银粉的质量占所述导电粒子总质量的0-20％。

5、在一个或多个实施方案中，所述导电粒子由质量比为1:2.5到2.5:1的第一球形银粉和第二球形银粉组成。

6、在一个或多个实施方案中，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和第三球形银粉组成，所述第三球形银粉的质量占所述导电粒子总质量的10-20％。

7、在一个或多个实施方案中，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和第三球形银粉组成，其中所述第一球形银粉和所述第二球形银粉的质量比为1:10到10:1，优选1:7到7:1。

8、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料中，所述导电粒子的含量为92-93wt％。

9、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料中，所述热固性树脂的含量为0.1-5wt％，优选为0.5-3wt％。

10、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料中，所述固化剂的含量为0.02-0.5wt％。

11、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料中，所述溶剂的含量为2-10wt％，优选为3-8wt％。

12、在一个或多个实施方案中，所述热固性树脂为环氧树脂。

13、在一个或多个实施方案中，所述溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯。

14、在一个或多个实施方案中，所述固化剂选自咪唑类固化剂和异氰酸酯类固化剂中的一种或多种。

15、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料还包括添加剂，所述添加剂选自表面活性剂、分散剂、促进剂、消泡剂、脱模剂、流平剂、偶联剂中的一种或多种。

16、在一个或多个实施方案中，所述低温浆料中，所述添加剂的含量≤2wt％、优选为0.01-2wt％、更优选为0.05-2wt％。

17、本发明的另一个方面提供制备本文任一实施方案所述的低温浆料的方法，所述方法包括以下步骤：

18、(1)将热固性树脂和溶剂混合均匀得到有机载体；

19、(2)将导电粒子分批加到有机载体中，再加入固化剂，添加过程中持续搅拌，添加完毕后继续搅拌一段时间；

20、(3)使用三辊机对步骤(2)得到的物料进行辊轧。

21、在一个或多个实施方案中，所述步骤(1)中，将热固性树脂和溶剂在90-100℃下搅拌溶解得到有机载体。

22、在一个或多个实施方案中，所述步骤(2)中，将导电粒子分三批加到有机载体中。

23、在一个或多个实施方案中，所述步骤(2)中，添加过程中持续在20-25℃下以10-30rad/min的速率搅拌，添加完毕后继续搅拌1-3h。

24、在一个或多个实施方案中，所述步骤(3)中，辊轧程序设置为：辊缝100μm/50μm，辊轧2遍；辊缝50μm/25μm，辊轧3遍；辊缝15μm/8μm，辊轧4遍。

25、在一个或多个实施方案中，所述步骤(3)还包括：对辊轧完毕后的物料搅拌一段时间，例如20-40min。

26、本发明的另一个方面提供由本文任一实施方案所述的低温浆料形成的导电层。

27、在一个或多个实施方案中，所述导电层由所述低温浆料经过丝网印刷、成型后形成。

28、在一个或多个实施方案中，所述成型的条件为150-250℃下保温5-15min。

29、本发明的另一个方面提供一种异质结光伏电池或电子电路，所述异质结光伏电池或电子电路含有本文任一实施方案所述的导电层。

30、本发明的另一个方面提供本文任一实施方案所述的低温浆料在制备异质结光伏电池或电子电路中的用途。

技术特征：

1.一种用于异质结电池的低温浆料，其特征在于，所述低温浆料包括导电粒子、热固性树脂、固化剂和溶剂，所述低温浆料中，所述导电粒子的含量为88-95wt％，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和任选的第三球形银粉组成，所述第一球形银粉的平均粒径为0.8-1.2μm，所述第二球形银粉的平均粒径为1.5-2.0μm，所述第三球形银粉的平均粒径为0.2-0.4μm。

2.如权利要求1所述的低温浆料，其特征在于，所述导电粒子由质量比为1:3到3:1的第一球形银粉和第二球形银粉组成，或者所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和第三球形银粉组成且所述第三球形银粉占所述导电粒子的质量分数≤20％。

3.如权利要求1所述的低温浆料，其特征在于，所述导电粒子由质量比为1:2.5到2.5:1的第一球形银粉和第二球形银粉组成。

4.如权利要求1所述的低温浆料，其特征在于，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和第三球形银粉组成，所述第三球形银粉的质量占所述导电粒子总质量的10-20％，所述第一球形银粉和所述第二球形银粉的质量比为1:10到10:1。

5.如权利要求1所述的低温浆料，其特征在于，所述低温浆料具有以下一项或多项特征：

6.制备权利要求1-5中任一项所述的低温浆料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：

8.由权利要求1-5中任一项所述的低温浆料形成的导电层。

9.一种异质结电池，其含有权利要求8所述的导电层。

10.权利要求1-5中任一项所述的低温浆料在制备异质结电池中的用途。

技术总结
本发明提供一种全球粉构成的低温浆料，所述低温浆料包括导电粒子、热固性树脂、固化剂和溶剂，所述低温浆料中，所述导电粒子的含量为88‑95wt％，所述导电粒子由第一球形银粉、第二球形银粉和任选的第三球形银粉组成，所述第一球形银粉的平均粒径为0.8‑1.2μm，所述第二球形银粉的平均粒径为1.5‑2.0μm，所述第三球形银粉的平均粒径为0.2‑0.4μm。本发明在维持电性能与添加片粉的浆料相当的前提下，可以实现17‑15μm的细栅印刷。

技术研发人员：余冬冬,陶俊
受保护的技术使用者：南通俊丰新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15