HJT太阳能电池主细栅通用浆料及其制备方法与流程

本发明属于太阳能电池，尤其涉及一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料及其制备方法。

背景技术：

1、异质结电池(hjt)是在n型晶体硅的两面上分别沉积本征非晶硅和掺杂非晶硅薄膜以及透明导电氧化物(tco)，然后在异质结电池片双面通过丝网印刷金属化的方式形成电极。异质结具有转换效率高、温度系数低、双面率高、工艺温度低等众多优点，具备非常广阔的产业化前景。目前hjt电池的电极主要采用丝网印刷工艺，使用低温固化导电银浆，其中用于细栅印刷的低温银浆需要有更低的体电阻和接触电阻，高的附着力、高宽比和优异的耐候性，以及出色的印刷性；而用于主栅印刷的低温银浆需要有良好的导电性、印刷性以及出色的拉力。

2、现有技术的缺陷和不足：

3、1、主细栅分布印刷，降低了生产效率；

4、2、主栅需要优异的拉力，这就需要增加树脂来调整银浆与tco层的附着力，但是这样会导致体电阻的增加，所以主栅浆料难以应用在细栅上。

5、3、一般细栅浆料粘结相的添加量会比主栅浆料少，这样能保证细栅优异的接触电阻和体电阻，但是保证不了拉力，所以细栅浆料难以应用在主栅上。

6、4、目前浆料在采用快速固化时，由于树脂固化速度过快，内应力较大，栅线固化后容易出现断裂、起皮等缺陷，由此会导致浆料和tco层接触电阻变大，拉力变小。为了解决这个问题很多配方中都会加入增韧剂，这样不仅会影响电性能，还会影响印刷性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料及其制备方法，不仅能实现主栅和细栅一步印刷，而且能降低tco层和浆料的接触电阻，提高焊接拉力，印刷效果好。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

2、一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，按照质量百分比计，所述hjt太阳能电池主细栅通用浆料由以下组分制备而成：微米级片状银粉10-15％、亚微米级球形银粉65-70％、纳米级球形银粉5-12％、热固性树脂1.5-3％、改性聚乙烯醇缩丁醛树脂0.2-0.5％、封闭型异氰酸酯0.2-0.5％、潜伏型促进剂0.1％-0.3％、偶联剂0.1-0.5％、分散剂0.1-0.3％、溶剂1-4％。

3、进一步地，所述微米级片状银粉的粒径d50为2-3μm，所述亚微米级球形银粉的粒径d50为0.5-1μm，所述纳米级球形银粉的粒径d50为0.3-0.5nm。

4、进一步地，所述热固性树脂为双酚a环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、海因环氧树脂中的一种或多种。

5、进一步地，所述封闭型异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等中的一种或多种。

6、进一步地，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂的分子量为10000-30000，玻璃化转变温度tg为60-80℃；按质量百分比计，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂中羟基含量为15-25％，乙酰基含量为<4％，缩醛化度为73-83％。

7、进一步地，按照质量百分比计，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂由以下组分制备而成：聚乙烯醇缩丁醛树脂85-95％、增塑剂5-20％、流平剂2-5％、抗氧化剂2-5％。

8、进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、乙二酸二辛酯、磷酸三丁酯、环氧甘油三羧酸酯中的一种或多种。

9、进一步地，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯均聚物、改性聚丙烯酸酯中的一种或多种。

10、进一步地，所述抗氧化性剂为2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6二叔丁基对甲酚、1,1,3三(2-甲基-4羟基-5叔丁基苯基)丁烷、n,n'-六次甲基双-3(3,5二叔丁基-4羟基苯基)丙酰胺、2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)异氰酸酯、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯中的一种或多种。

11、本发明还提供一种如上所述的hjt太阳能电池主细栅通用浆料的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：将改性聚乙烯醇缩丁醛树脂溶解于溶剂中，搅拌、加热溶解得到第一混合物；

13、s2：常温下，将热固性树脂、偶联剂、分散剂、封闭型异氰酸酯、潜伏型促进剂依次缓慢加入至第一混合物中，搅拌混合均匀得到第二混合物；

14、s3：将微米级片状银粉、亚微米级球形银粉、纳米级球形银粉加入至第二混合物中，搅拌、研磨得到初级银浆；

15、s4：将初级银浆放进离心机，混合分散均匀，得到成品银浆。

16、本发明的有益效果如下：

17、(1)本发明提供的hjt太阳能电池主细栅通用浆料能够在低温环境(200℃以下)进行热固化反应，该通用浆料完全固化形成的导电膜或导电极与tco层具有足够低的接触电阻和良好的粘结性，可以实现主栅和细栅一步印刷，提高生产效率。

18、(2)本发明在粘结相中加入改性聚乙烯醇缩丁醛树脂，改性聚乙烯醇缩丁醛树脂中含有羟基、乙酸乙烯基和丁醛基，具有很高的粘接性能，在热固性树脂中加入改性聚乙烯醇缩丁醛树脂及封闭型异氰酸酯固化剂制成的粘结相，对tco层有很强的粘结性，这样使得银浆固化后有很强的拉力。

19、(3)改性聚乙烯醇缩丁醛树脂本身具有良好的柔韧性和粘接性，而且在有机体系反应中，改性聚乙烯醇缩丁醛树脂中的羟基(-oh)可以和封闭型异氰酸酯固化剂中的异氰酸酯(-nco)基团反应，生成氨酯基，具有很好的柔韧性，体系中不再需要额外加增韧剂来降低热固性树脂的内应力，能够自反应生成柔韧性基团，避免栅线固化后产生断裂、起皮等缺陷，也能获得良好的粘结性、电性能和稳定性，同时还可以避免添加剂对电极在基材上的体电阻、接触电阻的影响，有利于提高产品最终的光电转化效率。

20、(4)改性聚乙烯醇缩丁醛树脂具有低伸张性，实现良好的印刷性。

技术特征：

1.一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，按照质量百分比计，所述hjt太阳能电池主细栅通用浆料由以下组分制备而成：微米级片状银粉10-15％、亚微米级球形银粉65-70％、纳米级球形银粉5-12％、热固性树脂1.5-3％、改性聚乙烯醇缩丁醛树脂0.2-0.5％、封闭型异氰酸酯0.2-0.5％、潜伏型促进剂0.1％-0.3％、偶联剂0.1-0.5％、分散剂0.1-0.3％、溶剂1-4％。

2.如权利要求1所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述微米级片状银粉的粒径d50为2-3μm，所述亚微米级球形银粉的粒径d50为0.5-1μm，所述纳米级球形银粉的粒径d50为0.3-0.5nm。

3.如权利要求1所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述热固性树脂为双酚a环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、海因环氧树脂中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述封闭型异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂的分子量为10000-30000，玻璃化转变温度tg为60-80℃；按质量百分比计，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂中羟基含量为15-25％，乙酰基含量为<4％，缩醛化度为73-83％。

6.如权利要求1所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，按照质量百分比计，所述改性聚乙烯醇缩丁醛树脂由以下组分制备而成：聚乙烯醇缩丁醛树脂85-95％、增塑剂5-20％、流平剂2-5％、抗氧化剂2-5％。

7.如权利要求6所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、乙二酸二辛酯、磷酸三丁酯、环氧甘油三羧酸酯中的一种或多种。

8.如权利要求6所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、丙烯酸酯均聚物、改性聚丙烯酸酯中的一种或多种。

9.如权利要求6所述的一种hjt太阳能电池主细栅通用浆料，其特征在于，所述抗氧化性剂为2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6二叔丁基对甲酚、1,1,3三(2-甲基-4羟基-5叔丁基苯基)丁烷、n,n'-六次甲基双-3(3,5二叔丁基-4羟基苯基)丙酰胺、2,2'-甲撑双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)异氰酸酯、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、三(壬基代苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯中的一种或多种。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的hjt太阳能电池主细栅通用浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种HJT太阳能电池主细栅通用浆料，按照质量百分比计，所述HJT太阳能电池主细栅通用浆料由以下组分制备而成：微米级片状银粉10‑15％、亚微米级球形银粉65‑70％、纳米级球形银粉5‑12％、热固性树脂1.5‑3％、改性聚乙烯醇缩丁醛树脂0.2‑0.5％、封闭型异氰酸酯0.2‑0.5％、潜伏型促进剂0.1％‑0.3％、偶联剂0.1‑0.5％、分散剂0.1‑0.3％、溶剂1‑4％。本发明实现了主栅和细栅一步印刷，而且能降低TCO层和浆料的接触电阻，提高焊接拉力，印刷效果好。本发明还公开了一种HJT太阳能电池主细栅通用浆料的制备方法。

技术研发人员：陈娜娜,张嘉宁,陈小龙,王林伟,冉红霞,冯如婷,刘洁,连军,胡西领
受保护的技术使用者：上海银浆科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15