[发明专利]低温银浆及异质结电池

说明书

本发明提供了一种低温银浆及异质结电池。以重量份计，该低温银浆包括：导电银粉、银铟合金、复合环氧树脂、裂纹扩展抑制剂、钛酸酯偶联剂、固化剂和溶剂。本发明还提供了一种异质结电池，其包括TCO基材和上述低温银浆。本发明提供的低温银浆适用于不同的电池基材，并与电池基材具有较高的接触拉力、其固化后形成的膜层电阻低、且具有较高的可焊接性、该低温银浆制备的电池具有较高的使用寿命和光转化效率。

技术领域

本发明涉及电池银浆技术领域，尤其涉及一种低温银浆及异质结电池。

背景技术

异质结技术(HIT)结合了晶硅太阳能电池片和薄膜技术的双重优势，在n型硅片的两面上沉积本征和掺杂非晶硅薄膜以及透明导电氧化物(TCO)膜层来吸收所产生的电力，由于非晶硅具有光吸收强、钝化性能出色的特点，可以实现更高的太阳能电池片转换效率，同时生产成本更低。

异质结电池对TCO膜的性能要求之一就体现在能使太阳辐射直接透射到作用区域而仅有少量或没有衰减，从而提高太阳能电池对太阳光谱中光子能量较高部分波段的敏感性，即要求其具有较高的光透射率；事实上，TCO膜的光学性能很大程度地依赖于薄膜的微观结构，当然也依赖于各种成分含量、杂质的种类和浓度等。现在太阳能电池市场上主流的TCO膜有ITO，SCOT，IWO，AZO，IOH，ICO，IMO等，在HIT电池制备过程中，需要将低温银浆通过丝网印刷在TCO膜上，浆料必须有较高的导电性以及和TCO基底形成良好的欧姆接触，低温烧结后的银栅线和TCO基材必须有着高的附着力以防止其脱落，银栅线还需要有良好的焊接性和高的焊接拉力以实现后续组件的安装和连接。

目前市场上的HIT电池主要是采用于ITO(氧化铟锡)、IWO基材、ICO基材等，随着HIT电池技术的快速发展，其他薄膜作为电子基材的电池会越来越普遍。目前市场上针对TCO等基材的低温银浆，目前还鲜有报道。

异质结导电银浆中，银粉之间以及银与基材之间依靠有机树脂进行粘结，银粉拉力一般过小，受力容易撕裂，通过焊带焊接后，膜层容易和TCO基材分离，导致该电池组件报废。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种低温银浆及异质结电池。该低温银浆适用于不同的TCO基材，银浆固化后形成的膜层电阻低、且具有较高的可焊接性和接触拉力、其制备的电池具有较高的使用寿命和光转化效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种低温银浆，以重量份计，该低温银浆包括：85-92份导电银粉(例如85-90份)、1-5份银铟合金、2-6份复合环氧树脂、1-4份裂纹扩展抑制剂、0.1-1份钛酸酯偶联剂、0.1-1份固化剂、1-8份(例如2-8份)溶剂。

在上述低温银浆中，所述导电银粉一般是经过脂肪酸表面处理后的导电银粉。所述银粉可以包括球状银粉和片状银粉(一般为薄片状银粉)。其中，所述片状银粉的平均粒径一般为2μm-10μm、振实密度一般为4.5g/cm³以上；所述球状银粉的平均粒径一般为0.1μm-3μm、振实密度一般为1.5g/cm³以上。

在本发明的具体实施方案中，如果片状银粉过多，虽然导电性能会略有升高，但也会导致浆料成本的升高，并且对固化后产物的粘接性也会产生不利影响；如果球状银粉过多，虽然可以降低成本，但是会导致浆料黏度增大、影响浆料的印刷性和使用，限制浆料的应用。在本发明中，所述片状银粉与所述球状银粉的质量比一般控制为25：75-80：20、例如30：70-75：25，可以在保证低温银浆导电性的同时降低成本和浆料粘度、扩大应用范围。

本发明研究发现，不同的环氧树脂对固化后低温银浆的粘结强度及耐热性等力学性能影响很大。本发明采用的复合环氧树脂一般包括多酚型缩水甘油醚环氧树脂和杂环型缩水甘油环氧树脂，这两种树脂的分子结构中含有的环氧基团较多、且环氧基团类型丰富，且含有杂环，固化后收缩率较小，与固化剂反应后，生成的产物具有更高的交联密度、耐热性、耐候性、粘结性、体系粘度适宜。