專利名稱：一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體硅太陽電池，特別是涉及一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機粘合劑是晶體硅太陽電池用正面銀漿的主要成分之一，用于為銀漿提供一個穩(wěn)定的分散系統(tǒng)，負責燒結(jié)前的粘結(jié)。它的選取直接影響到銀漿的流平性、粘度、附著力及烘干燒結(jié)特性等。有機粘合劑主要由高分子樹脂、有機溶劑及表面活性劑等幾個部分組成。其中，高分子樹脂的作用是決定正面銀漿的粘稠性和塑性，這類高分子一般是網(wǎng)狀或鏈狀。有機溶劑的功能是改變銀粒子之間及銀粒子與分散介質(zhì)間的相互作用，可增加銀漿的懸浮力和流動性，對銀粒子間的凝聚、結(jié)塊起到抑制作用。同時，有機溶劑的揮發(fā)性還決定了膜層的質(zhì) 量，其揮發(fā)應(yīng)是有層次的，不能集中在某一溫度范圍內(nèi)。揮發(fā)的過快不易在膜層表面形成孔洞和微裂紋，但過慢又會導致涂覆后不易烘干，燒結(jié)后有缺陷產(chǎn)生。表面活性劑可用來降低粘合劑與固體顆粒界面的表面張力，使有機粘合劑能充分潤濕固體顆粒的表面。表面活性劑在導電漿料中還起分散和穩(wěn)定作用。對有機粘合劑的要求是貯存狀態(tài)下對銀漿中的固體粉末成分具有良好的分散性，印刷時具有均勻涂布性，干燥后使固體粉末具有良好的粘結(jié)強度。為了達到上述使用效果，必須對有機粘合劑的體系和各組分配比做出深入、細致的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)良的晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑。該有機粘合劑具有較寬的揮發(fā)范圍，且在燒結(jié)溫度下具有較低的殘留量。該有機粘合劑可使銀漿中的固體粉末具有良好的分散性或懸浮性，久置后漿料無分層和沉淀現(xiàn)象，印刷時能均勻涂布，無氣泡產(chǎn)生。使用該有機粘合劑配制的銀漿具有較好的導電性能。本發(fā)明的另一目的是提供所述晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑的制備方法。本發(fā)明提供的一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑由以下質(zhì)量份配比的原料制成乙基纖維素4-10份，丙烯酸樹脂0-5份，吐溫0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇單丁醚醋酸酯15-35份組成。優(yōu)選地，所述的吐溫為吐溫-20、吐溫-40、吐溫-60或吐溫_80。本發(fā)明提供的一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑的制備方法，包括以下步驟
(1)預混合將制備有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，電動攪拌混合；
(2)溶解將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為80-120°C，恒溫攪拌，形成均一溶液；
(3)自然冷卻，檢測即得。
優(yōu)選地，所述步驟(I)中電動攪拌的速度為100-200轉(zhuǎn)/min，電動攪拌的時間為30-60min ;所述步驟(2)中攪拌速度為150-250轉(zhuǎn)/min，攪拌時間為2_6小時。本發(fā)明有機粘合劑經(jīng)檢測，具有以下優(yōu)點
(I)該有機粘合劑對正面銀漿中的固體粉末有很好的分散性，降低了粉體的團聚傾向，使粉體顆粒分布均勻。(2)該有機粘合劑具有較寬的揮發(fā)范圍，且揮發(fā)后殘留量較低。(3)使用該機粘合劑制備的正面銀漿在硅基片上印刷均勻，無氣泡。(4)該有機粘合劑應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡18. 3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率> 17. 0% ;該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2.5N (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。·
(5)該有機粘合劑的制備工藝簡單，易于操作。
具體實施例方式以下實施例僅用于闡述本發(fā)明，而本發(fā)明的保護范圍并非僅僅局限于以下實施例。所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依據(jù)以上本發(fā)明公開的內(nèi)容和各參數(shù)所取范圍，均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。實施例I
按質(zhì)量份乙基纖維素4份，丙烯酸樹脂2份，吐溫-20 5份，乙二醇丙醚18份，丁基卡必醇醋酸酯30份，油酸丁酯6份，二乙二醇單丁醚醋酸酯35份組成。將組成有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，以150轉(zhuǎn)/min的速度電動攪拌混合60min。然后將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為90°C，攪拌槳速度設(shè)置為200轉(zhuǎn)/min，恒溫攪拌4小時，形成均一溶液。自然冷卻，檢測。其沸程為120-300°C，粘度為860mpa · S (Brookfeild粘度計)，0_600°C熱重分析殘留量為I. 2%。將該有機粘合劑與銀粉、無機粘結(jié)劑按一定比例配制成正面銀漿，將該銀漿用325目絲網(wǎng)分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶體硅太陽電池的生產(chǎn)工藝流程制成電池片后測試其光電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)據(jù)為應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡18. 3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡17. 0% ;該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2. 5Ν (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。實施例2
按質(zhì)量份乙基纖維素8份，丙烯酸樹脂I份，吐溫-20 3份，乙二醇丙醚30份，丁基卡必醇醋酸酯25份，油酸丁酯10份，二乙二醇單丁醚醋酸酯23份組成。將組成有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，以150轉(zhuǎn)/min的速度電動攪拌混合45min。然后將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為100°C，攪拌槳速度設(shè)置為200轉(zhuǎn)/min，恒溫攪拌3小時，形成均一溶液。自然冷卻，檢測。其沸程為120-300°C，粘度為760mpa*S (Brookfeild粘度計)，0_600°C熱重分析殘留量為O. 7%。將該有機粘合劑與銀粉、無機粘結(jié)劑按一定比例配制成正面銀漿，將該銀漿用325目絲網(wǎng)分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶體硅太陽電池的生產(chǎn)工藝流程制成電池片后測試其光電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)據(jù)為應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率彡18. 3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率彡17. 0% ;該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2. 5N (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。實施例3
按質(zhì)量份乙基纖維素10份，丙烯酸樹脂5份，吐溫-40 3份，乙二醇丙醚28份，丁基卡必醇醋酸酯16份，油酸丁酯8份，二乙二醇單丁醚醋酸酯30份組成。將組成有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，以180轉(zhuǎn)/min的速度電動攪 拌混合50min。然后將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為110°C，攪拌槳速度設(shè)置為230轉(zhuǎn)/min，恒溫攪拌4小時，形成均一溶液。自然冷卻，檢測。其沸程為120-300°C，粘度為1160mpa · S (Brookfeild粘度計)，0-600°C熱重分析殘留量為O. 4%。將該有機粘合劑與銀粉、無機粘結(jié)劑按一定比例配制成正面銀漿，將該銀漿用325目絲網(wǎng)分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶體硅太陽電池的生產(chǎn)工藝流程制成電池片后測試其光電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)據(jù)為應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡18. 3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡17. 0% ;該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2. 5Ν (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。實施例4
按質(zhì)量份乙基纖維素9份，丙烯酸樹脂3份，吐溫-60 8份，乙二醇丙醚29份，丁基卡必醇醋酸酯10份，油酸丁酯9份，二乙二醇單丁醚醋酸酯32份組成。將組成有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，以180轉(zhuǎn)/min的速度電動攪拌混合35min。然后將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為120°C，攪拌槳速度設(shè)置為230轉(zhuǎn)/min，恒溫攪拌5小時，形成均一溶液。自然冷卻，檢測。其沸程為120-300°C，粘度為1250mpa · S (Brookfeild粘度計)，0_600°C熱重分析殘留量為I. 6%。將該有機粘合劑與銀粉、無機粘結(jié)劑按一定比例配制成正面銀漿，將該銀漿用325目絲網(wǎng)分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20μπι)，按晶體硅太陽電池的生產(chǎn)工藝流程制成電池片后測試其光電轉(zhuǎn)換效率的數(shù)據(jù)為應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡18. 3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率彡17. 0% ;該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2. 5Ν (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。
權(quán)利要求
1.一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑，其特征在于由以下質(zhì)量份配比的原料制成乙基纖維素4-10份，丙烯酸樹脂0-5份，吐溫0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇單丁醚醋酸酯15-35份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑，其特征在于所述吐溫為吐溫-20、吐溫-40、吐溫-60或吐溫-80。
3.權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟 (O預混合將制備有機粘合劑的原料按比例投入反應(yīng)釜內(nèi)，電動攪拌混合； (2)溶解將反應(yīng)釜的溫度設(shè)置為80-120°C，恒溫攪拌，形成均一溶液； (3)自然冷卻，檢測即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中電動攪拌的速度為100-200轉(zhuǎn)/min，電動攪拌的時間為30_60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中攪拌速度為150-250轉(zhuǎn)/min，攪拌時間為2_6小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽電池正面銀漿用有機粘合劑，該有機粘合劑由以下質(zhì)量份配比的原料制成乙基纖維素4-10份，丙烯酸樹脂0-5份，吐溫0-10份，乙二醇丙醚15-30份，丁基卡必醇醋酸酯10-30份，油酸丁酯5-10份，二乙二醇單丁醚醋酸酯15-35份。本發(fā)明還公開了上述有機粘合劑的制備方法。本發(fā)吸有機粘合劑的沸程為120-300℃，粘度為270-1300mpa·S(Brookfeild粘度計)，0-600℃熱重分析殘留量為0-2%。用該有機粘合劑配制的正面銀漿具有較好的分散性，久置后無分層和沉降現(xiàn)象，該產(chǎn)品應(yīng)用于單晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率≥18.3%，應(yīng)用于多晶硅太陽電池上的量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率≥17.0%；該產(chǎn)品應(yīng)用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2.5N(含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。
文檔編號C09J101/28GK102898974SQ20121036887
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者丁冰冰, 倪妙妮 申請人:廣州市儒興科技開發(fā)有限公司, 無錫市儒興科技開發(fā)有限公司