導電漿料用有機載體及應用其的導電漿料和電池片的制作方法

本發明涉及一種導電漿料用有機載體，應用該有機載體的導電漿料，及應用該導電漿料制得的電池片。

背景技術：

近年來，在光伏領域中，90％以上的太陽能電池為硅太陽能電池。硅太陽能電池的大規模產業化大大促進了光伏領域的技術進步。硅太陽能電池的正面電極(正電極)作為其重要組成部分，主要作用為收集電流。該正面電極對硅太陽能電池的受光面積和串聯電阻有決定性的影響，因此，正面電極是影響太陽能電池轉換效率的重要因素之一。

硅太陽能電池用導電漿料主要包括正電極銀漿、背電極銀漿和背電極鋁漿。其中，正電極銀漿用于制作硅太陽能電池的正面電極。在光伏行業中，硅太陽能電池正面電極通常采用絲網印刷技術制作而成，用鋼絲網布將導電漿料印刷于硅片上，再通過快速燒結工藝形成正面電極，如此可以使正面電極與硅基底具有良好的歐姆接觸。而無網結網版因細柵線中沒有網結，而透墨性好，印刷后線徑平整，寬度窄，可以明顯提升電池片的光電轉換效率，因此無網結網版技術可以制作出性能較好的正面電極。

然而，由于無網結網版細柵開孔較小，且線徑一般在27μm～29μm，使得現有的正電極銀漿在印刷過程中容易出現斷柵現象。此外，無網結網版的印刷柵線的線徑窄且印刷柵線的高度高，使得現有的正電極銀漿在烘干過程易發生坍塌而產生粗線，影響電池片的性能。

技術實現要素：

有鑒于此，有必要提供一種新的導電漿料用有機載體，以解決上述問題。

另，還有必要提供一種應用上述有機載體的導電漿料。

另，還有必要提供一種應用上述導電漿料的電池片。

一種導電漿料用有機載體，其包括有機樹脂及溶劑，該有機載體還包括丙烯酸體系，該丙烯酸體系為丙烯酸單體與丙烯酸交聯劑的混合體系。

一種導電漿料，其包括上述有機載體及分散在該有機載體內的金屬粉和無機玻璃粉。

一種電池片，其包括多晶硅片及結合于該多晶硅片表面的電極，該電極通過將導電漿料印刷在多晶硅片上，然后經經烘干燒結形成，該導電漿料包括上述有機載體及分散在該有機載體內的金屬粉和無機玻璃粉。

本發明的有機載體中包含丙烯酸單體與丙烯酸交聯劑形成的丙烯酸體系，該丙烯酸體系具有理想的受控相容性，可以在導電漿料的表面形成新的介面層，有效的提升導電漿料的流平性，可以有效的減少使用該導電漿料制作電極時出現的斷柵的現象，從而提高電池片的光電轉換效率。此外，在使用該有機載體制得的導電漿料制備電池片時，在烘干燒結的過程中，丙烯酸體系中的雙鍵會形成不穩定的含未配對電子的活性自由基，該活性自由基可以與鄰近的丙烯酸單體或丙烯酸交聯劑的雙鍵上的電子偶合形成穩定的共價鍵，并產生新的自由基，如此循環往復，即可形成具有三維網狀結構的熱固型聚合物，從而提高導電漿料的塑形性，避免烘干過程中出現柵線坍塌的現象，從而提高電池片的光電轉換效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的導電漿料的燒結線形圖。

圖2是本發明實施例2的導電漿料的燒結線形圖。

圖3是本發明實施例3的導電漿料的燒結線形圖。

圖4是本發明比較例的導電漿料的燒結線形圖。

主要元件符號說明

無

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

本發明較佳實施方式提供一種導電漿料用有機載體。該有機載體包括丙烯酸體系、有機樹脂及溶劑。

所述有機載體中，所述丙烯酸體系的質量分數的范圍為0.5％～3.5％，所述有機樹脂的質量分數的范圍為1％～5％，所述溶劑的質量分數的范圍為70％～95％。

所述丙烯酸體系為丙烯酸單體與丙烯酸交聯劑的混合體系。該丙烯酸體系中丙烯酸單體與丙烯酸交聯劑的質量比的范圍為(1:1)～(5:1)。該丙烯酸體系具有理想的受控相容性，可以在有機載體的表面形成新的介面層，有效的提升有機載體的流平性。且在溫度達到200℃以上時，丙烯酸體系中的雙鍵會形成不穩定的含未配對電子的活性自由基，該活性自由基可以與鄰近的丙烯酸單體或丙烯酸交聯劑的雙鍵上的電子偶合形成穩定的共價鍵，并產生新的自由基，如此循環往復，即可形成具有三維網狀結構的熱固型聚合物，從而提高有機載體的塑形性。

所述丙烯酸單體包括但不限于四甘醇二丙烯酸酯、丙三醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、戊二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯及三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯中的一種或幾種。

所述丙烯酸交聯劑包括但不限于三羥基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥基己烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯及丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種。

所述有機樹脂包括但不限于乙基纖維素、醋丁纖維素、松香樹脂、酚醛樹脂以及酚醛環氧樹脂中的一種或幾種。

所述溶劑包括但不限于二乙二醇丁醚醋酸酯、醇酯十二、1-苯氧基-2-丙醇、甲基丙烯酸異丁酯、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、及松油醇中的一種或幾種。

所述有機載體中還包括添加劑，該添加劑包括但不限于分散劑、增塑劑、表面活性劑及觸變劑中的一種或幾種。

所述有機載體中，所述分散劑的質量分數的范圍為1％～5％，所述增塑劑的質量分數的范圍為1.5％～8％，所述表面活性劑的質量分數的范圍為0.5％～2.5％，所述觸變劑的質量分數的范圍為0.5％～6％。

所述分散劑包括但不限于二甲基環己胺、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、三乙基己基磷酸、纖維素衍生物及改性松香樹脂中的一種或幾種。

所述增塑劑包括但不限于檸檬酸三丁酯、鄰苯二甲酸甲酯及鄰苯二甲酸二辛脂中的一種或幾種。

所述表面活性劑包括但不限于卵磷脂及司盤中的一種或兩種。

所述觸變劑包括但不限于聚酰胺蠟以及改性氫化蓖麻油中的一種或兩種。

所述有機載體的制備方法為，將所述丙烯酸體系、有機樹脂、溶劑、分散劑、增塑劑、表面活性劑及觸變劑按照預定的比例混合，然后加熱至50℃～60℃，攪拌至有機樹脂及觸變劑溶解，得到均勻的膏狀體，過濾，即制得有機載體。

一種導電漿料，該導電漿料主要用于制作太陽能電池的正面電極。該導電漿料包括上述有機載體及分散在該有機載體內的金屬粉和無機玻璃粉。

所述導電漿料中，所述有機載體的質量分數的范圍為8％～15％，所述金屬粉的質量分數的范圍為80％～90％，所述無機玻璃粉的質量分數的范圍為1％～5％。

所述金屬粉可以為銀粉等常規應用于導電漿料的金屬粉末。

因該導電漿料包括所述有機載體，所述有機載體內包括丙烯酸體系，而丙烯酸體系具有理想的受控相容性，因此可以在導電漿料的表面形成新的介面層，有效的提升導電漿料的流平性，可以有效的減少使用該導電漿料制作電極片的電極柵線時出現的斷柵的現象。此外，在使用該有機載體制得的導電漿料制備電池片時，在烘干燒結的過程中溫度達到200℃以上時，丙烯酸體系中的雙鍵會形成不穩定的含未配對電子的活性自由基，該活性自由基可以與鄰近的丙烯酸單體或丙烯酸交聯劑的雙鍵上的電子偶合形成穩定的共價鍵，并產生新的自由基，如此循環往復，即可形成具有三維網狀結構的熱固型聚合物，從而提高導電漿料的塑形性，避免烘干過程中出現柵線坍塌的現象。

所述導電漿料的制備方法，包括如下步驟：

步驟s1，提供所述有機載體、金屬粉及無機玻璃粉。

步驟s2，將所述有機載體、金屬粉及無機玻璃粉按照預定的比例混合均勻，在三輥研磨機上研磨5～10次，即得到均勻分散的導電漿料。

所述導電漿料的細度小于5μm，25℃下的粘度范圍為200～300pa·s。

一種電池片(圖未示)，其可以為太陽能電池的電池片。該電池片包括多晶硅片及結合于該多晶硅片表面的電極。該電極通過將所述導電漿料印刷在多晶硅片上，然后經經烘干燒結形成。該電極由多條柵線構成。

下面通過具體實施例來對本發明做進一步說明。

實施例1

本實施例中，該導電漿料包括有機載體、銀粉及無機玻璃粉。其中，該有機載體的質量分數為10％，該銀粉的質量分數為86％，該無機玻璃粉的質量分數為4％。

該有機載體包括三乙二醇二丙烯酸酯、三羥基己烷三丙烯酸酯、乙基纖維素、聚酰胺蠟、二乙二醇丁醚醋酸酯、改性松香樹脂、卵磷脂及檸檬酸三丁酯。

該有機載體中，三乙二醇二丙烯酸酯的質量分數為1.5％，三羥基己烷三丙烯酸酯的質量分數為0.5％、乙基纖維素的質量分數為2％、聚酰胺蠟的質量分數為6％、二乙二醇丁醚醋酸酯的質量分數為78％、改性松香樹脂的質量分數為6％、卵磷脂的質量分數為3％，檸檬酸三丁酯的質量分數為3％。

該導電漿料的細度小于5μm，25℃下的粘度為210pa·s。

實施例2

本實施例中，該導電漿料包括有機載體、銀粉及無機玻璃粉。其中，該有機載體的質量分數為10％，該銀粉的質量分數為86％，該無機玻璃粉的質量分數為4％。

該有機載體包括二縮三丙二醇二丙烯酸酯、聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙基纖維素、聚酰胺蠟、二乙二醇丁醚醋酸酯、脂肪酸聚乙二醇酯、司盤及鄰苯二甲酸甲酯。

該有機載體中，二縮三丙二醇二丙烯酸酯的質量分數為2.0％，聚三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的質量分數為0.8％、乙基纖維素的質量分數為1.7％、聚酰胺蠟的質量分數為5％、二乙二醇丁醚醋酸酯的質量分數為77％、脂肪酸聚乙二醇酯的質量分數為6％、司盤的質量分數為4％，鄰苯二甲酸甲酯的質量分數為3.5％。

該導電漿料的細度小于5μm，25℃下的粘度為230pa·s。

實施例3

本實施例中，該導電漿料包括有機載體、銀粉及無機玻璃粉。其中，該有機載體的質量分數為10％，該銀粉的質量分數為86％，該無機玻璃粉的質量分數為4％。

該有機載體包括聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、醋丁纖維素、改性氫化蓖麻油、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甲基環己胺、卵磷脂及鄰苯二甲酸二辛脂。

該有機載體中，聚乙二醇二丙烯酸酯的質量分數為0.9％，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯的質量分數為0.3％、醋丁纖維素的質量分數為1％、改性氫化蓖麻油的質量分數為3％、二乙二醇丁醚醋酸酯的質量分數為88％、二甲基環己胺的質量分數為3％、卵磷脂的質量分數為1.8％，鄰苯二甲酸二辛脂的質量分數為2％。

該導電漿料的細度小于5μm，25℃下的粘度為240pa·s。

比較例

該比較例中，該導電漿料包括有機載體、銀粉及無機玻璃粉。其中，該有機載體的質量分數為10％，該銀粉的質量分數為86％，該無機玻璃粉的質量分數為4％。

該有機載體包括乙基纖維素、聚酰胺蠟、二乙二醇丁醚醋酸酯、改性松香樹脂、卵磷脂及檸檬酸三丁酯。

該有機載體中，乙基纖維素的質量分數為2％、聚酰胺蠟的質量分數為6％、二乙二醇丁醚醋酸酯的質量分數為80％、改性松香樹脂的質量分數為6％、卵磷脂的質量分數為3％，檸檬酸三丁酯的質量分數為3％。

該導電漿料的細度小于5μm，25℃下的粘度為200pa·s。

將所述實施例1～3及比較例中的導電漿料分別利用無網結網版印刷在500個尺寸為156mm×156mm的多晶硅片上，烘干燒結，制成得2000個電池片。測試電池片的燒結拓寬、燒結高度、燒結寬度、燒結后柵線的高寬比，并觀察電池片的斷柵數，檢測及觀察結果參見表一，實施例1～3及比較例中的導電漿料制作電池片時的燒結線形圖參見圖1～4。其中，燒結拓寬是指燒結后的柵線的寬度與燒結前的柵線的寬度的差值，燒結高度是指燒結后柵線的平均高度，燒結寬度是指燒結后柵線的平均寬度，燒結后柵線的高寬比是指，燒結后柵線的平均高度與燒結后的柵線的平均寬度的比值，斷柵數是指每一個實施例或比較例的導電漿料所制得的500個電池片中每個電池片的斷柵個數平均值。測試電池片的光電轉換效率等電性能，測試結果參見表二。

表一：

表二：

其中，ncell為轉換效率，uoc為負載開路電壓，isc為短路電流，rs為串聯電阻，ff為填充因子。

由表一可可知，相較于比較例的不包含丙烯酸體系的導電漿料制得的電池片，實施例1～3的包含丙烯酸體系的導電漿料制得的電池片斷柵數更少，可見，實施例1～3的包含丙烯酸體系的導電漿料的流平性更好，在印刷過程中不容易出現斷柵的現象，從而提高電池片的光電轉換效率。

由表一及表二可知，相較于比較例的不包含丙烯酸體系的導電漿料制得的電池片，實施例1～3的包含丙烯酸體系的導電漿料制得的電池片的柵線高寬比更大、電阻更小、電池轉換效率更高，可見，實施例1～3的包含丙烯酸體系的導電漿料的塑形性更好，燒結過程中不容易出現坍塌現象，不容易出現粗線現象，從而提高電池片的光電轉換效率。

本發明的有機載體中包含丙烯酸單體與丙烯酸交聯劑形成的丙烯酸體系，該丙烯酸體系具有理想的受控相容性，可以在導電漿料的表面形成新的介面層，有效的提升導電漿料的流平性，可以有效的減少使用該導電漿料制作電極時出現的斷柵的現象，從而提高電池片的光電轉換效率。此外，在使用該有機載體制得的導電漿料制備電池片時，在烘干燒結的過程中，丙烯酸體系中的雙鍵會形成不穩定的含未配對電子的活性自由基，該活性自由基可以與鄰近的丙烯酸單體或丙烯酸交聯劑的雙鍵上的電子偶合形成穩定的共價鍵，并產生新的自由基，如此循環往復，即可形成具有三維網狀結構的熱固型聚合物，從而提高導電漿料的塑形性，避免烘干過程中出現柵線坍塌的現象，從而提高電池片的光電轉換效率。

本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的范圍之內。