一种适用于perc双面mbb电池结构主栅浆料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种适用于perc双面mbb电池结构主栅浆料及其制备方法 (Main grid slurry applicable to PERC double-sided MBB battery structure and preparation method thereof ) 是由 冷柏莹 张群 丰昭 李鹏 刘瑞鸿 冷青松 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料及其制备方法,其特征在于,该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为80～87％、1号有机载体的含量为2～10％、2号有机载体的含量为2～5％、玻璃粉的含量为1.4～2.6％、1号添加剂的含量为0.2～0.6％,2号添加剂的含量为0.1～0.7％,溶剂的含量为2～4％。本发明所得浆料解决遮光面小、主栅区域复合小、不会出现隐裂等缺陷,碎片率低,焊接窗口宽,圆形焊带下拉力高,主细栅搭接电阻值高的问题。(The invention provides a main grid slurry applicable to a PERC double-sided MBB battery structure and a preparation method thereof, and is characterized in that the slurry comprises the following components in percentage by mass: the content of the ball powder is 80-87%, the content of the No. 1 organic carrier is 2-10%, the content of the No. 2 organic carrier is 2-5%, the content of the glass powder is 1.4-2.6%, the content of the No. 1 additive is 0.2-0.6%, the content of the No. 2 additive is 0.1-0.7%, and the content of the solvent is 2-4%. The slurry obtained by the invention solves the problems of small light shading surface, small compounding of a main grid region, no hidden crack and the like, low fragment rate, wide welding window, high pull-down force of a circular welding strip and high lap resistance of a main thin grid.)
技术领域
本发明涉及一种导电浆料，尤其涉及一种适用于PERC双面MBB电池结构的主栅浆料。
背景技术
传统电池结构为5BB主栅设计，这种主栅设计出现遮光面大、主栅区域复合大、易出现隐裂等缺陷，造成电池效率低、碎片率高。PERC双面MBB电池结构要求烧结温度低，焊接窗口大，现有银浆会出现主栅区域复合大，主细栅搭接电阻值高，圆形焊带下拉力低进而造成电池效率低、碎片率高等问题。调节银浆的质量可以显著改善这种情况。专利“一种双面PREC太阳能电池用背银浆料(申请公布号CN111768890A)”选用无机粉末添加剂，将无机添加剂和玻璃粉提前预混，同时在浆料中添加石墨粉，通过调节对银粉混合物形貌、粒径以及配比的调节，提供了一种具有优良性能的银浆，进而改善上述问题。针对上述“现有技术的缺陷和不足”，我们对其配方进行改进，解决遮光面大、主栅区域复合大、易出现隐裂等缺陷进而造成的组件功率低、碎片率高，焊接窗口小，圆形焊带下拉力低，主细栅搭接电阻值高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料及其制备方法。
本发明提供了如下的技术方案：
一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为80～87％、1号有机载体的含量为2～10％、2号有机载体的含量为2～5％、玻璃粉的含量为1.4～2.6％、1号添加剂的含量为0.2～0.6％， 2号添加剂的含量为0.1～0.7％，溶剂的含量为2～4％。
优选的技术方案为，所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为4.5～6.0g/ml。
进一步优选的技术方案为，所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、 D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
进一步优选的技术方案为，所述1号有机载体由以下成分组成：丁基卡必醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯、丙烯酸树脂、乙基纤维素STD-10。
进一步优选的技术方案为，所述2号有机载体由以下成分组成：丁基卡必醇、司盘85、吐温80、MT-ST/MT-plus。
进一步优选的技术方案为，所述玻璃粉检测粒径D10 0.7～0.9μm、D50 1.2～1.5μm、D90 2.3～2.7μm、D100＜9μm，比表面积1000～3000m2/kg，软化点范围在620～650℃。
进一步优选的技术方案为，所述1号添加剂包含以下成分中的一种或几种： TDO、油酸、ED4。
进一步优选的技术方案为，所述2号添加剂包含以下成分中的一种或几种：醋酸铑、气相二氧化硅、Sn粉、Ni粉、Bi粉、Ga粉。主栅拉力形成主要为烧结过程中银浆与基材形成合金，加入金属铋，在烧结过程中可形成Ag-Si合金较Ag-Si-Bi合金形成温度低30～40℃增加了合金形成量，增加拉力，同时加入气相二氧化硅，在烧结过程中，因其比表面积大，吸热能力强，可防止合金形成速度过快，导致的PN结烧穿，造成主栅区域复合大。Sn、Ni、Ga粉一种或多种搭配在焊接过程中，易与焊带形成银锡铅合金，增加浆料可焊性，且高温烘箱中，有防止锡铅银合金氧化，增加热老化后正面银浆拉力。主栅银浆固含量较高80～88％，不易分散。可能造成浆料成分分布不均匀、银粉难以润湿，导致转换效率、拉力异常；加入1号助剂可以增加浆料分散性，玻璃及银粉更好的分散有助于银硅合金获得更好的均匀性；还可以降低浆料粘度、有利于保证印刷性，解决遮光面小、主栅区域复合小，PL值＞180(硅片值140)、焊接窗口宽/焊接温度300℃/4.5N、360℃/6.3N，390℃/6.5N，热老化效果好，150℃ 1h拉力≥4N，不会出现隐裂等缺陷，碎片率低(≤0.2‰)，转换效率高(可达到23.4％以上)。
进一步优选的技术方案为，所述2号添加剂的粒径满足：D10 1.5～1.8μm、 D502.2～2.8μm、D90 3.9～4.5μm、D100≤15μm。
本发明还提供一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为65～80℃，搅拌速度设置为 400～600r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为35～40℃，搅拌速度为3000～4000r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用250 目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为35～50R/min，分散盘转速60～90R/min，控制搅拌时间50～90min，制备获得混合物并将混合物静置12～16h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm(研磨参数见表1)，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
本发明的有益效果是：
1.主栅拉力形成主要为烧结过程中银浆与基材形成合金，加入金属铋，在烧结过程中可形成Ag-Si合金较Ag-Si-Bi合金形成温度低30～40℃增加了合金形成量，增加拉力，同时加入气相二氧化硅，在烧结过程中，因其比表面积大，吸热能力强，可防止合金形成速度过快，导致的PN结烧穿，造成主栅区域复合大。
2.Sn、Ni、Ga粉一种或多种搭配在焊接过程中，易与焊带形成银锡铅合金，增加浆料可焊性，且高温烘箱中，有防止锡铅银合金氧化，增加热老化后正面银浆拉力。
3.主栅银浆固含量较高80～88％，不易分散。可能造成浆料成分分布不均匀、银粉难以润湿，导致转换效率、拉力异常；加入1号助剂可以增加浆料分散性，玻璃及银粉更好的分散有助于银硅合金获得更好的均匀性；还可以降低浆料粘度、有利于保证印刷性，解决遮光面小、主栅区域复合小的问题。PL值＞180(硅片值140)、焊接窗口宽/焊接温度300℃/4.5N、360℃/6.3N，390℃/6.5N，热老化效果好，150℃1h拉力≥4N，不会出现隐裂等缺陷，碎片率低(≤0.2‰)，转换效率高(可达到23.4％以上)。
具体实施方式
实施例1
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为80％、1号有机载体的含量为7.1％、2号有机载体的含量为5％、玻璃粉的含量为2.6％、1号添加剂的含量为0.6％，2号添加剂的含量为0.7％，溶剂的含量为4％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 65℃，搅拌速度设置为400r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为35℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用 250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 35R/min，分散盘转速60R/min，控制搅拌时间50min，制备获得混合物并将混合物静置12h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例2
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为87％、1号有机载体的含量为2％、2号有机载体的含量为5％、玻璃粉的含量为2.6％、1号添加剂的含量为0.6％，2号添加剂的含量为0.7％，溶剂的含量为2.1％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 65℃，搅拌速度设置为400r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为35℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用 250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 35R/min，分散盘转速60R/min，控制搅拌时间50min，制备获得混合物并将混合物静置12h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例3
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为87％、1号有机载体的含量为6％、2号有机载体的含量为2％、玻璃粉的含量为2.6％、1号添加剂的含量为0.6％，2号添加剂的含量为0.6％，溶剂的含量为2％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 65～80℃，搅拌速度设置为400r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为35℃，搅拌速度为3000r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 35R/min，分散盘转速60R/min，控制搅拌时间50min，制备获得混合物并将混合物静置12h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例4
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为83.5％、1号有机载体的含量为6％、2号有机载体的含量为5％、玻璃粉的含量为1.4％、1号添加剂的含量为0.6％，2号添加剂的含量为0.7％，溶剂的含量为2.8％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 80℃，搅拌速度设置为600r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为40℃，搅拌速度为4000r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用 250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 50R/min，分散盘转速90R/min，控制搅拌时间90min，制备获得混合物并将混合物静置16h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例5
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为83.5％、1号有机载体的含量为6％、2号有机载体的含量为5％、玻璃粉的含量为2.6％、1号添加剂的含量为0.2％，2号添加剂的含量为0.7％，溶剂的含量为2.2％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 72.5℃，搅拌速度设置为500r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为40℃，搅拌速度为3750r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 70R/min，分散盘转速75R/min，控制搅拌时间70min，制备获得混合物并将混合物静置14h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例6
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为83.5％、1号有机载体的含量为6％、2号有机载体的含量为5％、玻璃粉的含量为1.4％、1号添加剂的含量为0.6％，2号添加剂的含量为0.1％，溶剂的含量为3.4％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 72.5℃，搅拌速度设置为500r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为40℃，搅拌速度为3750r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 70R/min，分散盘转速75R/min，控制搅拌时间70min，制备获得混合物并将混合物静置14h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
实施例7
本发明是一种适用于PERC双面MBB电池结构主栅浆料，该浆料的组分以及质量百分比为：球粉的含量为80％、1号有机载体的含量为10％、2号有机载体的含量为3.1％、玻璃粉的含量为2.6％、1号添加剂的含量为0.6％，2 号添加剂的含量为0.7％，溶剂的含量为1.3％。
所述一号球银粉的检测粒径为D10 0.7～0.8μm、D50 0.9～1.2μm、D90 1.5～1.9μm，比表面积为0.5～0.8m2/kg，烧损值为0.3～0.7％，振实密度为 4.5～6.0g/ml。所述二号球银粉检测粒径D10 0.4～0.7μm、D50 0.5～0.8μm、D90 1.1～1.4μm，比表面积为0.9～1.4m2/kg，烧损值为0.7～1.0％，振实密度为3～5g/ml。
以上电池结构主栅浆料的其制备方法如下：(1)制备1号有机载体：按照比例配好溶剂和树脂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为 72.5℃，搅拌速度设置为500r/min，搅拌至透明，使用250目网筛过滤，静置至温度小于等于40℃待用；(2)2号有机载体制备：按照比例配好溶剂和分散剂及触变剂，将混合物放置在带有加热的搅拌器中，搅拌温度设置为40℃，搅拌速度为3750r/min，搅拌2h，使用刮板细度计将其细度下降至小于3μm，使用250目网筛过滤，待用；(3)按上述比例配好原料，将配好的原料加入双行星真空搅拌机，打开抽真空，控制真空度为0.1±0.01MPa，控制搅拌转速为 70R/min，分散盘转速75R/min，控制搅拌时间70min，制备获得混合物并将混合物静置14h；(4)将混合物送入三辊研磨机多次进行研磨直至粒径≤5μm，粘度在23～50Pa.s，制备得到主栅浆料。
【表1】
表1列出了各项研磨参数
【表2】
如上述表2所示，可以发现在利用本发明之实施例的导电性浆料形成的电池结构主栅浆料的各项特性都比较优秀，其中对比产品为市面上主流的主栅银浆。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照 1前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。