一种HIT电池细栅线用高耐老化低温烧结浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池材料技术领域，具体涉及一种HIT电池细栅线用高耐老化低温烧结浆料及其制备方法。

背景技术

HIT太阳能电池由于其高的转换效率，高的稳定性，可双面发电等优势成为了最有前景的太阳能电池。然而，由于高温会损伤TCO层(透明导电层，如ITO)因此必须使用低温烧结(＜200℃)的银浆。200℃其浆料的树脂成分很难烧结，会伴随银栅线一直存在，因此树脂的耐老化性直接关系到栅线的耐老化性，最终关系到组件的耐老化性。

目前限制HIT发展的主要因素是成本，HIT电池是双面电池，所用的浆料是其它电池的1.5-2倍的银浆量，因此如何降低银浆的使用量成为迫在眉睫的问题。降低栅线的宽度，是降低浆料用量的直接方法。目前市场所采用的低温银浆颗粒由于粒径限制，印刷速度在150-250mm/s，印刷栅线线宽大于45μm，难以满足目前HIT要到达印刷速度350mm/s，印刷栅线线宽低于40μm宽的要求。

发明内容

有鉴于目前低温浆料所遇到的问题，本发明提供了一种HIT电池细栅线用高耐老化低温烧结浆料及其制备方法。该耐老化低温烧结浆料，包括以下质量百分比的原料：改性氟树脂1-4份、柔性聚酯树脂1-4份、封闭型聚氨酯预聚体0.1-1份、促进剂0.01-0.1份、表面助剂0.1-0.5份、触变剂0.1-0.5份、小于10μm片状银粉90-150份、低温烧结纳米银粉5-20份、稀释剂3-6份混合搅拌分散，得到浆体；用三辊机将所得浆体分散至细度小于10μm，然后再倒入混合釜中，真空搅拌，出料即得导电银浆。

所述的改性氟树脂是三氟氯乙烯和乙烯基酯交替排列的共聚物，氟氯乙烯单体同乙烯基醚单体交替排列的共聚物，四氟乙烯与乙烯基醚共聚物，四氟乙烯与乙烯基酯共聚物。

所述的柔性聚酯树脂为高耐候性聚酯树脂，PVR-101、PVR-102、PVR-106一种或几种的混合物。

所述的封闭型聚氨酯预聚体由异氰酸酯与封闭剂合成；所述异氰酸酯是HDI三聚体、IPDI 三聚体、HDI缩二脲中的一种或者几种的混合物；所述封闭剂是DMP（3，5－二甲基吡唑）、MEKO（甲乙酮肟）、ε-己内酰胺中的一种或者几种的混合物。

所述的促进剂是锡类或者钛类助剂。

所述小于10μm片状银粉，采用的厚片银粉，最大颗粒不超过10μm，平均粒径在2-3μm。

所述低温烧结纳米银粉，其具有特殊的140℃低温烧结效果，颗粒大小为：0.15～0.4μm。

所述的稀释剂为二乙二醇单丁基醚、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚和己二酸二甲酯等中的一种或几种。

所述的表面助剂为磷酸型单烷氧基类钛酸酯、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂、环氧基硅烷等中的一种或几种。

所述的触变剂，主要是疏水性气硅，德固赛的R972， R202、瓦克的H30以及石蜡中的一种或者几种。

所述低温烧结浆料的粘度为25000cps-45000cps，触变值为4-6，此范围保证银浆很好的印刷性，印刷栅线低于40μm；粘度低，触变低，印刷的栅线宽，粉体易沉降，不利于存储；粘度高，触变高，印刷的栅线不平；难以满足胶条的宽高比。

有益效果

本发明的HIT电池细栅线用高耐老化低温烧结浆料及其制备方法，采用含氟改性树脂，通过改性，既保证了树脂的耐老化性，又保证了粘接性；引入高耐候性聚酯树脂，避免材料后期老化开裂，出现栅线与电池分开现象；引入封闭型聚氨酯预聚体，提高其耐老化性，能够实现在200℃，3-5min快速固化交联；采用小于10μm厚片状银粉，振实密度高，导电性好，降低体系粘度，提高导电性；同时降低了印刷的宽度，提高了印刷的速度；低温烧结纳米银粉，其具有特殊的140℃低温烧结效果，有利于提高固化致密性、降低接触电阻；触变剂提高印刷工艺性及存储稳定性。

本发明制备的导电银浆具有高的耐老化性，快速固化、印刷速度可达350mm/s、线宽小于40μm、高粘接、老化后颜色不变、印刷工艺性及存储稳定性等优点；同时有效推动HIT电池降成本要求。

附图说明

图1为本发明所述的低温烧结纳米银粉颗粒大小为0.15～0.4μm，140℃低温烧结效果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

依次将改性氟树脂JF-2X（东氟）2.5份、柔性聚酯树脂PVR-101（上海殊誉）1.5份、Trixene® BI7951封闭型聚氨酯预聚体0.8份、辛酸亚锡0.05份、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂0.1份、触变剂R202气硅0.1份、小于10μm厚片状银粉120份、低温烧结纳米银粉13.5份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度在300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

实施例2

依次将改性氟树脂JF-2X（东氟）2.5份、柔性聚酯树脂PVR-102（上海殊誉）1.5份、Trixene® BI7982封闭型聚氨酯预聚体0.8份、辛酸亚锡0.05份、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂0.1份、触变剂R202气硅0.1份、小于10μm厚片状银粉120份、低温烧结纳米银粉13.5份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度：300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

实施例3

依次将改性氟树脂JF-2X（东氟）2.0份、柔性聚酯树脂PVR-10（上海殊誉）2份、Trixene® BI7951封闭型聚氨酯预聚体0.8份、辛酸亚锡0.05份、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂0.1份、触变剂R202气硅0.1份、小于10μm厚片状银粉115份，低温烧结纳米银粉15份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度：300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

实施例4

依次将改性氟树脂JF-2X（东氟）2.0份、柔性聚酯树脂PVR-102（上海殊誉）2.0份、Trixene® BI7982封闭型聚氨酯预聚体0.8份、辛酸亚锡0.05份、复合磷酸型单烷氧基类钛酸脂0.1份、触变剂R202气硅0.1份、小于10μm厚片状银粉115份，低温烧结纳米银粉15份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度：300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

对比例1

依次将聚碳酸酯二元醇（PCDL）4.0份、Trixene® BI 7675封闭型聚氨酯预聚体（TDI）0.8份、辛酸亚锡0.05份、小于20μm厚片状银粉115份、低温烧结纳米银粉15份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度：300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

对比例2

依次将聚碳酸酯二元醇（PCDL）4.0份、Trixene® BI 7675封闭型聚氨酯预聚体（TDI）0.8份、辛酸亚锡0.05份、小于20μm厚片状银粉130份、二乙二醇丁醚醋酸酯5份混合合搅拌分散，得到浆体；用间隙小于15μm的三辊机将所得浆体分散成细度在小于10μm，然后再倒入混合釜中，控制温度30℃，搅拌速度：300r/min，搅拌2h，最后抽真空0.5h，出料检测。

测试项目

（1）导电性测试：

取所制备浆料涂敷在载玻片上：长*宽*厚分别为70mm*2mm*0.04mm，放入烘箱中，175℃/7min固化,然后自然冷却到常温，测试体积电阻率。

耐老化测试：固化后的胶条放置在150℃烘箱中，老化1500h，然后取出测试体积电阻率，胶条颜色变化。

（2）黄变测试：

取所制备浆料（没有添加银粉，包括纳米银粉）涂敷在载玻片上：长*宽*厚分别为70mm*2mm*0.04mm，放入烘箱中，175℃/7min固化,然后自然冷却到常温。

（3）粘接强度测试

制样：把上面含有TCO电池片的裸片固定在载玻片上（防止碎片），然后其中一片上涂胶，另外一片贴敷上，重合面积20mm*20mm，然后固定，放入175℃烘箱，保持温度固化7min，然后自然降温到室温测试剪切强度，粘接强度单位为Mpa。

（4）印刷性测试

采用开孔网板印刷，以350mm/s的速度印刷，观察是否断线，固化后表面是否光滑凹陷。

表1性能指标表

从表1中性能数据可以看出，本发明制备的导电银浆具有高的耐老化性，快速固化、高的硬刷速度，低的线宽、高粘接、老化颜色不变等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。