CN104036844A - 环保型水溶性的太阳能电池正极银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆及其制备方法，所述环保型水溶性的太阳能电池正极银浆按重量百分比计由以下组分组成：银粉80-90%；无铅玻璃粉1-5%；水溶性树脂6-16%；环保型溶剂1-6%。本发明所提供的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的制备工艺简单、制备成本低，且成品率高；同时本发明提供的太阳能电池正极银浆具有良好的稳定性、与硅片膨胀系数匹配性好、欧姆接触好、串联电阻小、填充因子高、转化效率较国外同等品牌产品有一定优势，满足太阳能电池对正极银浆的要求；另外本发明的提供的太阳能电池正极银浆气味小，对环境污染小，满足环保要求。

Description

环保型水溶性的太阳能电池正极银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆及其制备方法。

背景技术

随着煤炭、石油、天然气等传统燃料能源的频频告急，不可再生能源的使用对环境造成的危害日益加剧，能源问题己经严重制约了人类工业和经济发展。新能源相关项目在国家的大力支持下正以日新月异的速度发展，其中晶体硅太阳能电池做为最重要的一种新能源电池在节能减排方面发挥的作用尤其明显。

所谓太阳能电池是指通过太阳能电池为媒介，将太阳光的能量直接转化为电能的过程。光伏太阳能电池的能量转换机制不同于太阳热发电，更与太阳能热水器系统对太阳能的利用存在本质的区别。光伏技术建立在量子力学和半导体物理学的理论基础之上，致力于光电材料与器件的研发于应用，实现常温下光能和电能的直接转换。

目前市面已有的太阳能电池正极银浆完全被外国企业所垄断，而这些被外国企业所垄断太阳能电池正极银浆价格高、环保性和成品率都不够理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种环保性好、成本低、成品率高的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆及其制备方法。

本发明提出一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，按重量百分比计由以下组分组成：

优选地，所述银粉具有以下特点：球状颗粒、5-6的振实密度、0.3-0.6m²/gm的表面积；粒度分布如下：d10为1.0-1.5μm、d50为1.5-2.3μm、d90为2.5-3.5μm。

优选地，所述的无铅玻璃粉按重量份计由以下组分组成：Bi₂O₃为0-60份、B₂O₃为2-6份、Al₂O₃为0.5-8份、SiO₂为10-15份、P₂O₅为2-5份、Li₂O为1-3.5份、MgCO₃为1-3.5份、Na₂O为0-5份。

优选地，所述水溶性树脂包括以下组分的一种、两种、或多种：水溶性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性丙烯酸改性环氧树脂。

优选地，所述环保型溶剂包括以下组分的一种、两种、或多种：氮甲基吡咯烷酮、二乙二醇甲醚、二乙二醇、异丙醇、二丙二醇。

本发明另提出一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的其制备方法，该方法包括：

步骤一、无铅玻璃粉的制备：按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为0-60份、B₂O₃为2-6份、Al₂O₃为0.5-8份、SiO₂为10-15份、P₂O₅为2-5份、Li₂O为1-3.5份、MgCO₃为1-3.5份、Na₂O为0-5份；

将上述第一混合物置于1150-1200℃环境下熔融0.5-2小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用10-30mm的氧化锆球干磨0.5-2小时，然后用1-6mm的氧化锆球湿磨6-30小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉；

步骤二、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80-100℃的恒温水槽中2-4小时，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：5-30%树脂、95-70%环保型溶剂；

步骤三、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：80-90%的银粉、1-5%的步骤一制备的无铅玻璃粉、6-16%的步骤二制备的水溶性树脂、1-6%环保型溶剂。

本发明所提供的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的制备工艺简单、制备成本低，且成品率高；同时本发明提供的太阳能电池正极银浆具有良好的稳定性、与硅片膨胀系数匹配性好、欧姆接触好、串联电阻小、填充因子高、转化效率较国外同等品牌产品有一定优势，满足太阳能电池对正极银浆的要求；另外本发明的提供的太阳能电池正极银浆气味小，对环境污染小， 达到环保要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本发明的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的其制备方法，包括：

步骤一、无铅玻璃粉的制备：按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为0-60份、B₂O₃为2-6份、Al₂O₃为0.5-8份、SiO₂为10-15份、P₂O₅为2-5份、Li₂O为1-3.5份、MgCO₃为1-3.5份、Na₂O为0-5份；

将上述第一混合物置于1150-1200℃环境下熔融0.5-2小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用10-30mm的氧化锆球干磨0.5-2小时，然后用1-6mm的氧化锆球湿磨6-30小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉；

步骤二、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80-100℃的恒温水槽中2-4小时，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：5-30%树脂、95-70%环保型溶剂；

步骤三、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：80-90%的银粉、1-5%的步骤一制备的无铅玻璃粉、6-16%的步骤二制备的水溶性树脂、1-6%环保型溶剂。

预备实施例：无铅玻璃粉的制备

预备实施例1

按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为20份、B₂O₃为2份、Al₂O₃为7份、SiO₂为10份、P₂O₅为4份、Li₂O为3.5份、MgCO₃为1份。

将上述第一混合物置于1150℃环境下熔融2小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用10mm的氧化锆球干磨1小时，然后用3mm的氧化锆球湿磨20小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉。

预备实施例2

按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：B₂O₃为6份、Al₂O₃为8份、SiO₂为12份、P₂O₅为5份、Li₂O为2份、MgCO₃为3份、Na₂O为5份。

将上述第一混合物置于1200℃环境下熔融0.5小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用30mm的氧化锆球干磨1.5小时，然后用6mm的氧化锆球湿磨25小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉。

预备实施例3

按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为60份、B₂O₃为4份、Al₂O₃为0.5份、SiO₂为15份、P₂O₅为2份、Li₂O为1份、MgCO₃为3.5份、Na₂O为2份。

将上述第一混合物置于1180℃环境下熔融1.5小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用20mm的氧化锆球干磨0.5小时，然后用1mm的氧化锆球湿磨6小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉。

预备实施例4

按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为40份、B₂O₃为3份、Al₂O₃为4份、SiO₂为10份、P₂O₅为3份、Li₂O为3份、MgCO₃为2份、Na₂O为3份。

将上述第一混合物置于1150℃环境下熔融1小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用30mm的氧化锆球干磨2小时，然后用4mm的氧化锆球湿磨30小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉。

环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的制备

实施例1

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80℃的恒温水槽中4小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：5%的水溶性丙烯酸改性环氧树脂、25%的二丙二醇、以及70%的异丙醇。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形 成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：80%的银粉、3%的预备实施例1制备的无铅玻璃粉、12%的步骤一制备的水溶性树脂、5%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

实施例2

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80℃的恒温水槽中4小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：15%的水溶性聚氨酯树脂、10%的氮甲基吡咯烷酮、50%的二丙二醇，25%的二乙二醇。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：85%的银粉、2%的预备实施例2制备的无铅玻璃粉、10%的步骤一制备的水溶性树脂、3%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

实施例3

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80℃的恒温水槽中4小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：20%的水溶性酚醛树脂、80%的二乙二醇甲醚。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：82%的银粉、2%的预备实施例3制备的无铅玻璃粉、10%的步骤一制备的水溶性树脂、6%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

实施例4

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入100℃的恒温水槽中2小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：10%的水溶性聚氨酯树脂、10%的水溶性酚醛树 脂、10%的水溶性丙烯酸改性环氧树脂、35%的氮甲基吡咯烷酮、35%的二丙二醇。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：90%的银粉、1%的预备实施例制备4的无铅玻璃粉、6%的步骤一制备的水溶性树脂、3%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

实施例5

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入90℃的恒温水槽中3小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：15%的水溶性聚氨酯树脂、15%水溶性酚醛树脂、30%氮甲基吡咯烷酮、10%二乙二醇甲醚、15%二乙二醇、15%异丙醇。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：88%的银粉、5%的预备实施例3制备的无铅玻璃粉、6%的步骤一制备的水溶性树脂、1%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

实施例6

步骤一、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入85℃的恒温水槽中3小时，并通过300目的不锈钢丝筛网过滤，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：15%水溶性聚氨酯树脂、10%水溶性丙烯酸改性环氧树脂、75%的二乙二醇甲醚。

步骤二、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：80%的银粉、2%的预备实施例1制备的无铅玻璃粉、16%的步骤一制备的水溶性树脂、2%环保型溶剂。

对本实施例所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆进行性能测试，测试结果请参见表1。

本发明的上述实施例1-6中所采用的银粉具有以下特点：球状颗粒、5-6 的振实密度、0.3-0.6m²/gm的表面积；粒度分布如下：d10为1.0-1.5μm、d50为1.5-2.3μm、d90为2.5-3.5μm。

从本发明的上述实施例1至6所制备的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的性能测试结果可知：本发明所提供的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆具有良好的稳定性、与硅片膨胀系数匹配性好、欧姆接触好、串联电阻小、填充因子高、转化效率较国外同等品牌产品有一定优势，同时本发明的提供的银浆气味小，对环境污染小，达到环保要求，满足太阳能电池对正极银浆的要求。另外本发明所提供的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆制备成本低，成品率高。

表1：

应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，按重量百分比计由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，其特征在于，所述银粉具有以下特点：球状颗粒、5-6的振实密度、0.3-0.6m²/gm的表面积；粒度分布如下：d10为1.0-1.5μm、d50为1.5-2.3μm、d90为2.5-3.5μm。

3.根据权利要求1所述的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，其特征在于，所述的无铅玻璃粉按重量份计由以下组分组成：Bi₂O₃为0-60份、B₂O₃为2-6份、Al₂O₃为0.5-8份、SiO₂为10-15份、P₂O₅为2-5份、Li₂O为1-3.5份、MgCO₃为1-3.5份、Na₂O为0-5份。

4.根据权利要求1所述的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，其特征在于，所述水溶性树脂包括以下组分的一种、两种、或多种：水溶性聚氨酯树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性丙烯酸改性环氧树脂。

5.根据权利要求1至4任一项所述的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆，其特征在于，所述环保型溶剂包括以下组分的一种、两种、或多种：氮甲基吡咯烷酮、二乙二醇甲醚、二乙二醇、异丙醇、二丙二醇。

6.一种环保型水溶性的太阳能电池正极银浆的其制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一、无铅玻璃粉的制备：按重量份计将以下各组分混合均匀，形成第一混合物：Bi₂O₃为0-60份、B₂O₃为2-6份、Al₂O₃为0.5-8份、SiO₂为10-15份、P₂O₅为2-5份、Li₂O为1-3.5份、MgCO₃为1-3.5份、Na₂O为0-5份；

将上述第一混合物置于1150-1200℃环境下熔融0.5-2小时，形成玻璃熔融液、将玻璃熔融液经水淬后干燥，先用10-30mm的氧化锆球干磨0.5-2小时，然后用1-6mm的氧化锆球湿磨6-30小时，经过干燥后，可以得到D50为3～5μm的无铅玻璃粉；

步骤二、水溶性树脂的制备：按重量百分比计将以下各组分加入80-100℃的恒温水槽中2-4小时，冷却后即得重量百分比为100%的水溶性树脂：5-30%树脂、95-70%环保型溶剂；

步骤三、正极银浆的制备：按重量百分比计将以下各组分混合搅拌，形成均匀混合物，并在三辊机上充分分散，即得重量百分比为100%的环保型水溶性的太阳能电池正极银浆：80-90%的银粉、1-5%的步骤一制备的无铅玻璃粉、6-16%的步骤二制备的水溶性树脂、1-6%环保型溶剂。