太阳电池电极的制备方法与流程 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明涉及太阳电池技术领域，特别是涉及一种太阳电池电极的制备方法。背景技术：2.太阳能电池，如异质结太阳电池，又称hjt电池(hereto-junction with intrinsic thin-layer)，被誉为是发射极和背面钝化(perc)电池之后最有前景的太阳能电池。目前，异质结太阳电池电极的制备方式仍然延用了传统perc电池电极的制备方法-丝网印刷。由于异质结太阳电池中的非晶硅或微晶硅属于亚稳态结构，不能承受高温烧结工艺，perc电池使用的高温金属浆，如高温银浆不能直接用于异质结太阳电池，使得异质结太阳电池的电极制备受限。针对这一难题，银浆厂商着手开发低温银浆。为了保证制备的电极具有优良的电导率，低温银浆中通常含有球状银粉和片状银粉。3.然而，由于片状银粉的尺寸通常大于球状银粉的尺寸，且片状银粉相比球状银粉的流动性较差，使得低温银浆在丝网印刷的过程中，网版上剩余银浆中球状银粉和片状银粉的比例发生变化(即印刷后期网版上剩余低温银浆中片状银粉的比例增加)，使得剩余低温银浆的印刷性变差。同时，由于剩余低温银浆中片状银粉的比例增加，当低温银浆固化后，增加银电极的孔隙率，并降低银电极的电导率。技术实现要素：4.基于此，有必要提供一种能够提高低温金属浆的印刷性以及电极电导率的太阳电池电极的制备方法。5.本发明至少一实施例提供了一种太阳电池电极的制备方法，包括以下步骤：6.将球状金属粉和第一溶剂混合，得到第一金属浆；7.将片状金属粉和第二溶剂混合，得到第二金属浆；8.将部分所述第一金属浆和所述第二金属浆混合，得到低温金属浆；以及9.将所述低温金属浆通过丝网印刷的方式在太阳电池前驱件上制备电极，且在制备所述电极的过程中，当所述低温金属浆中的所述球状金属粉和所述片状金属粉比例失衡时，向所述低温金属浆中补充剩余的所述第一金属浆。10.在其中一些实施例中，所述球状金属粉包括球状银粉、球状铜粉、球状金粉以及球状铝粉中的至少一种，所述片状金属粉包括片状银粉、片状铜粉、片状金粉以及片状铝粉中的至少一种。11.在其中一些实施例中，所述低温金属浆中的所述球状金属粉和所述片状金属粉比例失衡的判定依据包括：12.所述丝网印刷的印刷速度降低；和/或13.所述电极的电导率下降。14.在其中一些实施例中，将部分所述第一金属浆和所述第二金属浆混合具体包括：15.将部分所述第一金属浆和所述第二金属浆以1:3～1:2的质量比混合。16.在其中一些实施例中，所述将球状金属粉和第一溶剂混合，得到第一金属浆具体包括以下步骤：17.将所述球状金属粉、第一粘结剂、第一固化剂、第一分散剂、第一稀释剂和所述第一溶剂混合，得到所述第一金属浆。18.在其中一些实施例中，在所述第一金属浆中，所述球状金属粉的质量分数为85％-95％，所述第一粘结剂的质量分数为1％-4％，所述第一固化剂的质量分数为1％-2％，所述第一分散剂的质量分数为0％-1.5％，所述第一稀释剂的质量分数为1％-3％，所述第一溶剂的质量分数为1％-4.5％。19.在其中一些实施例中，所述制备方法还包括以下(1)～(5)中的至少一项：20.(1)所述第一粘结剂包括第一有机粘结剂，所述第一有机粘结剂包括双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、环氧酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、醇酸树脂以及丙烯酸酯树脂中的至少一种；21.(2)所述第一固化剂包括双氰胺、六氢甲基苯酐、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基呱嗪、二氨基二苯基砜、戊二酸酐、均苯四甲酸酐、烷基醇胺、三羟甲基丙烷以及二氰乙基乙二胺中的至少一种；22.(3)所述第一分散剂包括油酸、聚丙稀酰胺、二氧化硫脲、脂肪酸聚乙二醇酯、甲基纤维素以及乙基纤维素中的至少一种；23.(4)所述第一稀释剂包括缩水甘油醚、多元醇、缩水甘油酯、醋酸酯以及苯乙烯中的至少一种；24.(5)所述第一溶剂包括二乙醇丁醚、三乙醇丁醚、二乙醇丁醚醋酸酯、二乙醇乙醚醋酸酯、醇酯十二以及三甲基环己烯酮中的至少一种。25.在其中一些实施例中，所述将片状金属粉和第二溶剂混合，得到第二金属浆具体包括以下步骤：26.将所述片状金属粉、第二粘结剂、第二固化剂、第二分散剂、第二稀释剂和所述第二溶剂混合，得到所述第二金属浆。27.在其中一些实施例中，在所述第二金属浆中，所述片状金属粉的质量分数为85％-95％，所述第二粘结剂的质量分数为1％-4％，所述第二固化剂的质量分数为1％-2％，所述第二分散剂的质量分数为0％-1.5％，所述第二稀释剂的质量分数为1％-3％，所述第二溶剂的质量分数为1％-4.5％。28.在其中一些实施例中，所述制备方法还包括以下(1)～(5)中的至少一项：29.(1)所述第二粘结剂包括第二有机粘结剂，所述第二有机粘结剂包括双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、环氧酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、醇酸树脂以及丙烯酸酯树脂中的至少一种；30.(2)所述第二固化剂包括双氰胺、六氢甲基苯酐、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基呱嗪、二氨基二苯基砜、戊二酸酐、均苯四甲酸酐、烷基醇胺、三羟甲基丙烷以及二氰乙基乙二胺中的至少一种；31.(3)所述第二分散剂包括油酸、聚丙稀酰胺、二氧化硫脲、脂肪酸聚乙二醇酯、甲基纤维素以及乙基纤维素中的至少一种；32.(4)所述第二稀释剂包括缩水甘油醚、多元醇、缩水甘油酯、醋酸酯以及苯乙烯中的至少一种；33.(5)所述第二溶剂包括二乙醇丁醚、三乙醇丁醚、二乙醇丁醚醋酸酯、二乙醇乙醚醋酸酯、醇酯十二以及三甲基环己烯酮中的至少一种。34.本发明将所述球状金属粉和所述第一溶剂混合以制备成所述第一金属浆，将所述片状金属粉和所述第二溶剂混合以制备成所述第二金属浆，即采用分开制备的方法分别制备所述第一金属浆和所述第二金属浆，使用时用户根据需要将合适比例的所述第一金属浆和所述第二金属浆混合即可得到所述低温金属浆，同时当所述低温金属浆在丝网印刷过程中球状金属粉和片状金属粉的比例发生改变时，可及时向所述低温金属浆中补充所述第一金属浆，以保证所述低温金属浆中所述球状金属粉和所述片状金属粉在合适的比例，从而提高所述低温金属浆的印刷性，当所述低温金属浆固化后，降低了由所述低温金属浆生成的所述电极的孔隙率，提高了所述电极的电导率，进而保证太阳电池的质量及效率。同时，本发明由于能够方便的调节所述低温金属浆中所述球状金属粉和所述片状金属粉的比例，从而为用户提供了极大的灵活性和产品质量的稳定性。附图说明35.图1为本发明提供的太阳电池电极的制备流程图。具体实施方式36.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。38.请参阅图1，本发明至少一实施例提供一种太阳电池电极的制备方法，包括以下步骤：39.步骤s11、将球状金属粉和第一溶剂混合，得到第一金属浆。40.具体地，将所述球状金属粉、第一粘结剂、第一固化剂、第一分散剂、第一稀释剂以及所述第一溶剂混合均匀，得到所述第一金属浆。其中，在所述第一金属浆中，所述球状金属粉的质量分数为85％-95％、所述第一粘结剂的质量分数为1％-4％、所述第一固化剂的质量分数为1％-2％、所述第一分散剂的质量分数为0％-1.5％，所述第一稀释剂的质量分数为1％-3％，所述第一溶剂的质量分数为1％-4.5％。41.在一实施例中，所述球状金属粉包括球状银粉、球状铜粉、球状金粉以及球状铝粉中的至少一种。优选地，所述球状金属粉为球状银粉。42.在一实施例中，所述第一粘结剂包括第一有机粘结剂，所述第一有机粘结剂包括双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、环氧酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、醇酸树脂以及丙烯酸酯树脂中的至少一种。43.在一实施例中，所述第一固化剂包括双氰胺、六氢甲基苯酐、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基呱嗪、二氨基二苯基砜、戊二酸酐、均苯四甲酸酐、烷基醇胺、三羟甲基丙烷以及二氰乙基乙二胺中的至少一种。44.在一实施例中，所述第一分散剂包括油酸、聚丙稀酰胺、二氧化硫脲、脂肪酸聚乙二醇酯、甲基纤维素以及乙基纤维素中的至少一种。45.在一实施例中，所述第一稀释剂包括缩水甘油醚、多元醇、缩水甘油酯、醋酸酯以及苯乙烯中的至少一种。46.在一实施例中，所述第一溶剂包括二乙醇丁醚、三乙醇丁醚、二乙醇丁醚醋酸酯、二乙醇乙醚醋酸酯、醇酯十二以及三甲基环己烯酮中的至少一种。47.步骤s12、将片状金属粉和第二溶剂混合，得到第二金属浆。48.具体地，将所述片状金属粉、第二粘结剂、第二固化剂、第二分散剂、第二稀释剂以及所述第二溶剂混合均匀，得到所述第二金属浆。其中，在所述第二金属浆中，所述片状金属粉的质量分数为85％-95％、所述第二粘结剂的质量分数为1％-4％、所述第二固化剂的质量分数为1％-2％、所述第二分散剂的质量分数为0％-1.5％，所述第二稀释剂的质量分数为1％-3％，所述第二溶剂的质量分数为1％-4.5％。49.在一实施例中，所述片状金属粉为片状银粉、片状铜粉、片状金粉以及片状铝粉中的任意一种。优选地，所述片状金属粉为片状银粉。50.在一实施例中，所述第二粘结剂包括第二有机粘结剂，所述第二有机粘结剂包括双酚a型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、环氧酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、醇酸树脂以及丙烯酸酯树脂硝中的至少一种。51.在一实施例中，所述第二固化剂包括双氰胺、六氢甲基苯酐、二乙烯三胺、四乙烯五胺、三甲基六亚甲基二胺、氨乙基呱嗪、二氨基二苯基砜、戊二酸酐、均苯四甲酸酐、烷基醇胺、三羟甲基丙烷以及二氰乙基乙二胺中的至少一种。52.在一实施例中，所述第二分散剂包括油酸、聚丙稀酰胺、二氧化硫脲、脂肪酸聚乙二醇酯、甲基纤维素以及乙基纤维素中的至少一种。53.在一实施例中，所述第二稀释剂包括缩水甘油醚、多元醇、缩水甘油酯、醋酸酯以及苯乙烯中的至少一种。54.在一实施例中，所述第二溶剂包括二乙醇丁醚、三乙醇丁醚、二乙醇丁醚醋酸酯、二乙醇乙醚醋酸酯、醇酯十二以及三甲基环己烯酮中的至少一种。55.步骤s13、将部分所述第一金属浆和所述第二金属浆混合，得到低温金属浆。56.具体地，将部分所述第一金属浆和所述第二金属浆以1:3～1:2的质量比混合均匀，得到所述低温金属浆。57.步骤s14、将所述低温金属浆通过丝网印刷的方式在太阳电池前驱件上制备电极，且在制备所述电极的过程中，当所述低温金属浆中的所述球状金属粉和所述片状金属粉比例失衡时，向所述低温金属浆中补充剩余的所述第一金属浆。58.可以理解，通过丝网印刷的方式制备电极需要将所述低温金属浆放置在网版上，通过刮板的挤压将所述低温金属浆通过所述网版的网孔转移到所述太阳电池前驱件上，以制备所述电极。59.在所述丝网印刷过程中，当所述低温金属浆中的所述球状金属粉和所述片状金属粉比例失衡时(可通过所述低温金属浆的印刷性和印刷质量判定，即所述丝网印刷的印刷速度降低或由所述低温金属浆制备的电极的电导率下降)，则需倒出所述网版上的低温金属浆，并向倒出的所述低温金属浆中加入一定量剩余的所述第一金属浆，搅拌均匀，以保证所述低温银浆中所述球状金属粉和所述片状金属粉在合适的比例，再将加入所述第一金属浆后的所述低温金属浆通过丝网印刷的方式继续制备所述电极。60.可以理解，在丝网印刷之后，还需要进行固化的步骤，以得到所述电极。61.在一实施例中，本发明中所说的太阳电池可为异质结电池。62.本发明将所述球状金属粉和所述第一溶剂混合以制备成所述第一金属浆，将所述片状金属粉和所述第二溶剂混合以制备成所述第二金属浆，即采用分开制备的方法分别制备所述第一金属浆和所述第二金属浆，使用时用户根据需要将合适比例的所述第一金属浆和所述第二金属浆混合即可得到所述低温金属浆，同时当所述低温金属浆在丝网印刷过程中球状金属粉和片状金属粉的比例发生改变时，可及时向所述低温金属浆中补充所述第一金属浆，以保证所述低温金属浆中所述球状金属粉和所述片状金属粉在合适的比例，从而提高所述低温金属浆的印刷性，当所述低温金属浆固化后，降低了由所述低温金属浆生成的所述电极的孔隙率，提高了所述电极的电导率，进而保证太阳电池的质量及效率。同时，本发明由于能够方便的调节所述低温金属浆中所述球状金属粉和所述片状金属粉的比例，从而为用户提供了极大的灵活性和产品质量的稳定性。63.以下通过具体实施例和对比例对本发明作进一步说明。64.实施例165.(1)、将球状银粉、双酚a型环氧树脂、双氰胺、聚丙稀酰胺、缩水甘油醚以及二乙醇丁醚混合均匀，得到第一银浆。其中，在第一银浆中，球状银粉的质量分数为90％、双酚a型环氧树脂的质量分数为3％、双氰胺的质量分数为2％、聚丙稀酰胺的质量分数为1％，缩水甘油醚的质量分数为2％、二乙醇丁醚的质量分数为2％。66.(2)、将片状银粉、双酚a型环氧树脂、双氰胺、聚丙稀酰胺、缩水甘油醚以及二乙醇丁醚混合均匀，得到第二银浆。其中，在第二银浆中，片状银粉的质量分数为90％、双酚a型环氧树脂的质量分数为3％、双氰胺的质量分数为2％、聚丙稀酰胺的质量分数为1％，缩水甘油醚的质量分数为2％、二乙醇丁醚的质量分数为2％。67.(3)、将部分第一银浆和第二银浆以1:3的质量比混合均匀，得到低温银浆。68.(4)、将低温银浆通过丝网印刷的方式在异质结太阳电池前驱件上制备电极，且在制备电极的过程中，当丝网印刷的印刷速度降低时，倒出网版上的低温银浆，并向倒出的低温银浆中加入一定量剩余的第一银浆，搅拌均匀，以保证低温银浆中球状银粉和片状银粉在合适的比例，再将加入第一银浆后的低温银浆通过丝网印刷的方式继续制备电极，从而得到异质结太阳电池。69.对比例170.(1)、将球状银粉、片状银粉、双酚a型环氧树脂、双氰胺、聚丙稀酰胺、缩水甘油醚以及二乙醇丁醚混合均匀，得到低温银浆。其中，在低温银浆中，球状银粉的质量分数、片状银粉的质量分数、双酚a型环氧树脂的质量分数、双氰胺的质量分数、聚丙稀酰胺的质量分数、缩水甘油醚的质量分数以及二乙醇丁醚的质量分数分别与实施例1第(3)步中的低温银浆中对应组分的质量分数相等。71.(2)、将低温银浆通过丝网印刷的方式在异质结太阳电池前驱件制备电极，从而得到异质结太阳电池。72.分别测试实施例1和对比例1制备的异质结太阳电池中电极的电导率以及异质结太阳电池的效率，测试结果显示，实施例1制备的异质结太阳电池中电极的电导率远大于对比例1制备的异质结太阳电池中电极的电导率，且实施例1制备的异质结太阳电池的效率也远大于对比例1制备的异质结太阳电池的效率。73.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。74.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。









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