一种用于TOPCon电池背面细栅印刷的浆料及其制备方法与流程
本发明涉及光伏太阳能电池，具体涉及一种用于topcon电池背面细栅印刷的浆料及其制备方法。
背景技术：
1、近年随着光伏电池新技术和新工艺的开发和应用，电池行业得到迅速发展，其中，n型隧穿氧化钝化电池(topcon)比常规电池具有显著效率提升的性能优势，加上设备改造成熟，成本日益可控，n型topcon电池产能进一步扩大，成为高效光伏电池主要发展方向。
2、在topcon电池的实际生产中，丝网印刷是电池片金属化的最重要的工序。为了控制印刷成本，通常采用主细栅分开印刷的工艺，而细栅印刷要求相对于主栅要求较高，需要保证栅线有良好的接触和导电性能，一般采用先印刷主栅再印刷细栅、先印刷背面再印刷正面的步骤，因此背面细栅需经历三次烘干。常规浆料有机树脂体系不耐烘干，在第二次或者第三次烘干过程中会出现浆料脱落现象造成断栅，进而影响电池片的效率，因此提供一种用于topcon电池背面细栅印刷的浆料及其制备方法有重大意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，能够解决现有技术中topcon电池背面细栅印刷的浆料多次烘干后附着力不足的问题。经本发明人研究发现，附着力达不到要求的其中一个重要原因是目前所使用的有机树脂体系不耐高温，经过多次烘干，有机树脂发生分解导致附着力下降，使背面细栅脱落。因此，本发明提出了如下技术方案。
2、本发明第一方面提供一种用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，所述浆料包括1-5wt％有机树脂，所述有机树脂包括有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂，所述环氧树脂在烧结温度下与所述有机硅改性丙烯酸树脂形成交联体系；所述浆料还包括导电粉末、玻璃粉、有机溶剂。所述烧结温度是指印刷了浆料的电池片在烧结时的温度。本发明在有机树脂中选择加入有机硅改性丙烯酸树脂，一方面可以利用其耐高温的特性改善附着力达不到要求的缺陷，另一方面也满足了导电浆料丝网印刷的各项性能要求。并且，本发明还在有机树脂中引入了环氧树脂，通过环氧树脂在烧结温度下与有机硅改性丙烯酸树脂形成稳定的交联体系，进一步增强了浆料的附着力。
3、优选地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的相对分子量为5000-12000。所述相对分子量可以通过gpc测得。此处选择的5000分子量以上的有机硅改性丙烯酸树脂的热分解温度均在400℃以上，热分解温度较高的特性，使得该浆料印刷在电池基板上之后，在多次烘干后仍保持优良的附着特性。此外，分子量越大树脂越黏，对印刷越不利，因此，本发明优选有机硅改性丙烯酸树脂的相对分子量不大于12000，可以得到更优的印刷性能。
4、优选地，所述环氧树脂的相对分子量为2000-5000。所述相对分子量可以通过gpc测得。本发明此处优选的环氧树脂分子量能够使制得的浆料得到更好的附着特性和印刷性能。
5、优选地，所述有机树脂包括0.5-2wt％的有机硅改性丙烯酸树脂和0.1-1.0wt％的环氧树脂。选择该含量的有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂，浆料制备得到的电池片的断栅脱落比例相比现有产品有更大幅度降低。
6、进一步优选地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的含量为0.5-1.5wt％。选择该含量的有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂，浆料制备得到的电池片的断栅脱落比例相比现有产品有更大幅度降低。
7、优选地，所述浆料还包括0.1-0.5wt％分散剂，所述分散剂选自聚醚多元醇、硬脂酸单甘油酯和硬脂酸锌的一种或多种；所述浆料还包括0.1-1.0wt％触变剂，所述触变剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、氢化蓖麻油和气相二氧化硅中的一种或多种。本领域技术人员在此优选实施方式的基础上也可以选择分散剂和/或触变剂的其他替代方案，这些方案均属于本发明的范围。
8、优选地，所述有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂在烧结时的高温下固化形成交联网状结构，具体地，所述有机硅改性丙烯酸树脂的羧基官能团和环氧树脂的环氧基团在烧结时固化形成交联网状结构。
9、优选地，所述有机树脂还包括0.1-1wt％的聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，0.2-1.2wt％的乙基纤维素。
10、本发明所述有机树脂所选择的各组分可以在混料时直接分别加入，无需提前预混，工序简单。
11、优选地，所述导电粉末为银粉，所述银粉的含量为86-91wt％，所述银粉为高振实密度单分散球形银粉，银粉粒径d50为1.0-2.5μm，比表面积0.3-0.5m2/g，振实密度5.5-6.0g/ml。本领域技术人员在此优选实施方式的基础上也可以选择导电粉末的其他替代方案，这些方案均属于本发明的范围。
12、优选地，所述玻璃粉的含量为2-6wt％，所述玻璃粉包括如下质量百分含量的组分：10-30％的bi2o3，2-10％的b2o3，10-25％的sio2，3-8％的wo3，2-8％的al2o3和15-35％的pbo2；所述有机溶剂的含量为3-10wt％，所述有机溶剂选自乙二醇苯醚醋酸酯、苯甲酸苄酯、醋酸丁基卡必醇、醇酯十二、丁基卡必醇、己二酸二甲酯、柠檬酸三丁酯中的一种或多种。本领域技术人员在此优选实施方式的基础上也可以选择玻璃粉和/或有机溶剂的其他替代方案，这些方案均属于本发明的范围。
13、本发明第二方面提供上述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料的制备方法，所述制备方法至少包括如下步骤：
14、步骤一、将银粉、玻璃粉、有机树脂、有机溶剂、分散剂和触变剂加入反应装置并混合；
15、步骤二、进行搅拌，使得各个物料均匀润湿；
16、步骤三、进行三辊机研磨，研磨间距为10μm-120μm，研磨转速为100r/min-200r/min，最终得到fog刮板细度计测试细度小于7μm的浆料。
17、在一些实施例中，步骤二中进行搅拌的时间例如可以是30分钟。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
19、第一，本发明的浆料在有机树脂中加入了有机硅改性丙烯酸树脂，利用有机硅改性丙烯酸树脂热分解温度较高的特性，使得该浆料印刷在电池基板上之后，在多次烘干后仍保持优良的附着特性；同时，本发明还在有机树脂中引入环氧树脂，所述环氧树脂在烧结的高温下与有机硅改性丙烯酸树脂形成稳定的交联体系，进一步增强了浆料的附着力，因而，在上述多种组分的协调作用下，本发明可大幅改善背面细栅浆料在多次烘干后附着力不足导致的栅线脱落问题；
20、第二，本发明的浆料及其制备方法配方及工艺简单且有效。
21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
技术特征：
1.一种用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述浆料包括1-5wt％有机树脂，所述有机树脂包括有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂，所述环氧树脂在烧结温度下与所述有机硅改性丙烯酸树脂形成交联体系；所述浆料还包括导电粉末、玻璃粉、有机溶剂。
2.如权利要求1所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述有机硅改性丙烯酸树脂的相对分子量为5000-12000。
3.如权利要求1所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述环氧树脂的相对分子量为2000-5000。
4.如权利要求1所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述有机树脂包括0.5-2wt％的有机硅改性丙烯酸树脂和0.1-1.0wt％的环氧树脂。
5.如权利要求4所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述有机硅改性丙烯酸树脂的含量为0.5-1.5wt％。
6.如权利要求1所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述浆料还包括0.1-0.5wt％分散剂，所述分散剂选自聚醚多元醇、硬脂酸单甘油酯和硬脂酸锌的一种或多种；所述浆料还包括0.1-1.0wt％触变剂，所述触变剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、氢化蓖麻油和气相二氧化硅中的一种或多种。
7.如权利要求1-6中任一所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述有机硅改性丙烯酸树脂的羧基官能团和环氧树脂的环氧基团在烧结时固化形成交联网状结构。
8.如权利要求1-6中任一所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述有机树脂还包括0.1-1wt％的聚乙烯醇缩丁醛，0.2-1.2wt％的乙基纤维素。
9.如权利要求1-6中任一所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料，其特征在于，所述导电粉末为银粉，所述银粉的含量为86-91wt％，所述银粉为高振实密度单分散球形银粉，银粉粒径d50为1.0-2.5μm，比表面积0.3-0.5m2/g，振实密度5.5-6.0g/ml；所述玻璃粉的含量为2-6wt％，所述玻璃粉包括如下质量百分含量的组分：10-30％的bi2o3，2-10％的b2o3，10-25％的sio2，3-8％的wo3，2-8％的al2o3和15-35％的pbo2；所述有机溶剂的含量为3-10wt％，所述有机溶剂选自乙二醇苯醚醋酸酯、苯甲酸苄酯、醋酸丁基卡必醇、醇酯十二、丁基卡必醇、己二酸二甲酯、柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
10.一种权利要求6-9中任一所述的用于topcon电池背面细栅印刷的浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括如下步骤：
技术总结
本发明公开了一种用于TOPCon电池背面细栅印刷的浆料，所述浆料包括1‑5wt％有机树脂，所述有机树脂包括有机硅改性丙烯酸树脂和环氧树脂，所述环氧树脂在烧结温度下与所述有机硅改性丙烯酸树脂形成交联体系；所述浆料还包括导电粉末、玻璃粉、有机溶剂。本发明的浆料在有机树脂中加入了有机硅改性丙烯酸树脂，利用有机硅改性丙烯酸树脂热分解温度较高的特性，使得该浆料印刷在电池基板上之后，在多次烘干后仍保持优良的附着特性；同时，本发明还在有机树脂中引入环氧树脂，所述环氧树脂在烧结的高温下与有机硅改性丙烯酸树脂形成稳定的交联体系，进一步增强了浆料的附着力。
技术研发人员：缪成,陆蓉蓉,申丽娜,吴晨曜,曹中信,敖毅伟
受保护的技术使用者：常州聚和新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23