钢网用异质结太阳能电池低温浆料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种高分子基导电材料领域，特别涉及一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料的制备及其应用。

背景技术：

1、随着光伏行业的发展，异质结太阳能电池(hjt或者shj太阳能电池)因具有转化效率高、温度系数低、碳排放低等优点受到众多龙头企业和机构的关注，将会逐步取代perc电池成为光伏行业的主力军。

2、目前，量产异质结太阳能电池片的成本相对较高，降本增效是hjt电池进一步扩大生产规模和市场占比的关键问题；异质结太阳能电池提升发电效率的方法主要包括增加短路电流、提升开路电压和提升填充因子；增加短路电流主要通过降低栅线宽度减少遮挡，增强光利用率来实现；提升开路电压主要通过优化电池内部薄膜的结构减少硅片中少数载流子复合中心；填充因子的提升主要为降低载流子的传输电阻来实现；异质结太阳能电池降低成本的方法主要包括优化设备工艺、减少电池制造时间成本和减少制造材料成本；设备工艺优化主要从设备端减少能耗和操作步骤；电池制造时间成本的优化主要通过产线提速来实现；制造材料成本减少主要通过减少贵金属的用量和提高硅利用率来实现。

3、在异质结太阳能电池降本增效环节，导电浆料的成本在电池片的成本占据25-30％；在工艺环节，电池片的金属化主要是导电浆料通过丝网印刷、激光转移印或采用电镀的方式；其中，丝网印刷方式因其时间快、易于工业化、稳定性好等优点，成为了电池片金属化的主导；但导电浆料搭配丝网印刷因其自身结构含有网结，印刷出来的浆料通常存在高低不平、线型拓宽等缺点，不利于电池片成本的降低；目前，市场上推广的钢网印刷兼具了结合丝网印刷的优势和克服了丝网印刷的劣势，成为了降本提效的一种有效工具；而市场上常规的浆料与钢网存在匹配性的问题。

4、本发明通过开发新型钢网印刷专用浆料，降低栅线宽度、增加栅线数目、减少浆料用量、提高电池片效率来达成降本增效的目标。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料的制备及其应用。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，以所述低温浆料的总质量为100％计，所述低温银浆包括如下组分：

4、有机粘合剂2％-5％；

5、溶剂2％-5％；

6、微纳米粉体88％-95％；

7、助剂1％-2.5％；

8、其中有机粘合剂包括平均分子量为800～2000的新型聚氨酯预聚物、与环氧当量为160～220的环氧树脂组合。

9、进一步的，所述微纳米粉体包括微纳米球状银粉，微纳米片状银粉，微纳米银包铜粉体中的任意一种或多种的组合。

10、进一步的，所述微纳米球状银粉的比表面积在1.4～2.5m2/g、d50在0.5～2微米；所述微纳米片状银粉的比表面积在0.2～1m2/g、d50在0.5～5微米；所述微纳米银包铜粉的比表面积在0.15～0.5m2/g、d50在0.5～5微米。

11、进一步的，所述溶剂包括松油醇、丁二酸二乙酯、二乙二醇单乙醚醋酸酯、cz-12、二丙二醇甲醚、n-甲基吡咯烷酮、马来酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯中的任意一种或多种的组合。

12、进一步的，所述聚氨酯预聚物主要由硬链段、软链段和封端剂三部分组成，硬链段为间苯二甲基异氰酸酯(xdi)和l-赖氨酸二异氰酸酯，封端剂为丁酮肟；软链段为低聚马来酸脂衍生物，由顺丁烯二酸与二丙二醇反应制得，结构式如下所示：

13、

14、进一步的，所述助剂包括潜伏性固化剂、流平剂、分散剂、消泡剂。

15、进一步的，所述潜伏性固化剂包括酸酐类固化剂、咪唑类固化剂、胺类固化剂或硼胺类固化剂中的任意一种或至少两种的组合；所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、丁基纤维素、聚丙烯酸、松节油中的任意一种或至少两种的组合；所述分散剂和消泡剂包括油酸、硬脂酸、乙酰乙酸乙酯、丁酰丙酮、聚乙二醇、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的任意一种或至少两种的组合。

16、进一步的，所述聚氨酯预聚物的制备方法为，称取等摩尔比的hdi和xdi加入至二乙二醇丁醚醋酸酯中，加热至50度，并加入由顺丁烯二酸与二丙二醇反应制得低聚马来酸脂衍生物，保持温度继续反应3小时，再加入丁酮肟，继续反应2小时，通过红外图谱监测，异氰酸酯反应完全后，停止反应，制得新型聚氨酯预聚物。

17、进一步的，所述浆料的制备方法，包括步骤：

18、s1.按照质量百分数计算称取对应的原料；

19、s2.将原料中的有机材料投入混料装置中，搅拌混合均匀，再加入银粉，并投入均质机分散均匀，制得低温浆料。

20、进一步的，所述浆料的应用，所述浆料搭配钢网印刷后用于异质结太阳能电池。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、本发明所制备的钢网专用的异质结太阳能电池低温浆料，采用新型聚氨酯预聚物作为增韧和触变剂，搭配钢网印刷后，线宽低至20微米，大大减少了栅线的遮挡，提高光利用度，同时提高电池片效率。

23、此外，栅线高度基本不变，线宽成倍的减少，极大的节省含银浆料的用量，单片节省浆料达20毫克，约减少三分一，达成阶段性降本增效的目标。

技术特征：

1.一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于，以所述低温浆料的总质量为100％计，所述低温银浆包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述微纳米粉体包括微纳米球状银粉，微纳米片状银粉，微纳米银包铜粉体中的任意一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述微纳米球状银粉的比表面积在1.4～2.5m2/g、d50在0.5～2微米；所述微纳米片状银粉的比表面积在0.2～1m2/g、d50在0.5～5微米；所述微纳米银包铜粉的比表面积在0.15～0.5m2/g、d50在0.5～5微米。

4.根据权利要求1所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述溶剂包括松油醇、丁二酸二乙酯、二乙二醇单乙醚醋酸酯、cz-12、二丙二醇甲醚、n-甲基吡咯烷酮、马来酸二甲酯、二乙二醇丁醚醋酸酯中的任意一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述聚氨酯预聚物主要由硬链段、软链段和封端剂三部分组成，硬链段为间苯二甲基异氰酸酯(xdi)和l-赖氨酸二异氰酸酯，封端剂为丁酮肟；软链段为低聚马来酸脂衍生物，由顺丁烯二酸与二丙二醇反应制得，结构式如下所示：

6.根据权利要求1所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述助剂包括潜伏性固化剂、流平剂、分散剂、消泡剂。

7.根据权利要求6所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述潜伏性固化剂包括酸酐类固化剂、咪唑类固化剂、胺类固化剂或硼胺类固化剂中的任意一种或至少两种的组合；所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、丁基纤维素、聚丙烯酸、松节油中的任意一种或至少两种的组合；所述分散剂和消泡剂包括油酸、硬脂酸、乙酰乙酸乙酯、丁酰丙酮、聚乙二醇、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求5所述的一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料，其特征在于：所述聚氨酯预聚物的制备方法为，称取等摩尔比的hdi和xdi加入至二乙二醇丁醚醋酸酯中，加热至50度，并加入由顺丁烯二酸与二丙二醇反应制得低聚马来酸脂衍生物，保持温度继续反应3小时，再加入丁酮肟，继续反应2小时，通过红外图谱监测，异氰酸酯反应完全后，停止反应，制得新型聚氨酯预聚物。

9.根据权利要求1-7之一所述浆料的制备方法，其特征在于：包括步骤：

10.根据权利要求1-7之一所述浆料的应用，其特征在于：所述浆料搭配钢网印刷后用于异质结太阳能电池。

技术总结本发明公开了一种钢网用异质结太阳能电池低温浆料及其制备方法和应用，以所述低温浆料的总质量为100％计，所述低温银浆包括如下组分：有机粘合剂2％‑5％；溶剂2％‑5％；微纳米粉体88％‑95％；助剂1％‑2.5％；其中有机粘合剂包括平均分子量为800～2000的新型聚氨酯预聚物、与环氧当量为160～220的环氧树脂组合，采用新型聚氨酯预聚物作为增韧和触变剂，搭配钢网印刷后，线宽低至20微米，大大减少了栅线的遮挡，提高光利用度，同时提高电池片效率，此外，栅线高度基本不变，线宽成倍的减少，极大的节省含银浆料的用量，单片节省浆料达20毫克，约减少三分一，达成阶段性降本增效的目标。技术研发人员：曾俊良,刘成,孙光辉,牛亮峰,施才卫受保护的技术使用者：苏州星翰新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5