一种基于Cu及Cu合金的xBC电池浆料及其制备方法与流程

本发明涉及光伏电池及导电浆料领域，尤其涉及一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料及其制备方法。

背景技术：

1、bc是back contact的缩写，即背接触光伏电池；bc电池有多种类型，例如pbc、ibc、hbc等，统称为xbc电池。与现有的topcon电池、hjt电池等相比，xbc最大特点在于正面无栅线，背面不再是一个单纯的n区或p区，而通常是在电池背面制备出交错排列的p、n区，使得正极与负极统一集成于电池背面。正是得益于这种结构，xbc电池正面不会有电极格栅线遮挡，即提高了发电效率还提升了正面的美观度。由于bc电池采用正面无金属栅线设计，单瓦发电量通常高于topcon电池大概2％～3％。

2、目前，xbc电池p区电极所面临的问题是欧姆接触效果不佳，接触电阻与体电阻均较大，且制造成本与电极性能较难兼顾；另外，由于n型硅片具有更高的体寿命，能够保证非平衡载流子在复合前顺利到达背面pn结区域，因此目前大部分bc电池均以n型硅片为衬底，而衬底背面p区的al2o3+sinx钝化膜较难被腐蚀，“开窗”效果较差，加之目前为了控制浆料制备成本，往往会引入较多的al与ag共掺，虽然al的导电性能也较为优良，但电极中的al容易产生al2o3氧化膜以及较细的al粉末在浆料体系中容易团聚、较难分散的缺点进一步影响了欧姆接触的效果。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料及其制备方法，较好的平衡了xbc电池制造成本与综合性能。本发明的技术方案如下：

2、第一方面，本发明提供了一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其包括：

3、85～90wt％的导电相；以所述导电相的总质量计，其包括复合cu粉5～65wt％，cu合金粉0～15wt％，ag粉35～95wt％；

4、3～6wt％的玻璃相；

5、0.5～3wt％的辅料；

6、余量为载体。

7、在一种可能的实现方式中，

8、所述复合cu粉为微米级球状镀银cu粉和微米级片状镀银cu粉的混合物，以所述复合cu粉的总质量计，所述微米级球状镀银cu粉的质量占比为65～70wt％。

9、在上述可能的实现方式中，进一步地，

10、所述微米级片状银包cu粉与所述微米级球状银包cu粉的d50粒径均为0.5～1.5μm。

11、在一种可能的实现方式中，

12、所述cu合金粉为cu与ti、ag、al三者中任意一者和/或两者形成的合金粉末的混合物。

13、在上述可能的实现方式中，进一步地，

14、所述cu合金粉为微米级球状cu合金粉、微米级片状cu合金粉与纳米级球状cu合金粉的混合物；

15、所述微米级球状cu合金粉与微米级片状cu合金粉的d50粒径均为1.0～2.5μm，所述纳米级球状cu合金粉的d50粒径为500～800nm；

16、按所述cu合金粉的总质量计，所述纳米级球状cu合金粉的质量占比不超过5～10wt％。

17、进一步地，

18、以所述cu合金粉的总质量计，所述微米级片状cu合金粉的质量占比不超过20～30wt％。

19、在一种可能的实现方式中，所述玻璃相包括第一玻璃粉与第二玻璃粉，按所述玻璃相的总质量计：

20、所述第一玻璃粉包括35～60wt％的bi2o3，25～40wt％的b2o3，5～20wt％的sio2；

21、所述第二玻璃粉的质量百分比为8～12wt％；所述第二玻璃粉为bao、zno、gao、k2o、na2o中至少两种的混合物。

22、在一种可能的实现方式中，所述辅料为wo3、金属氟化物与硼粉的混合物；以所述辅料的总质量计：

23、所述wo3的含量为30～50wt％；

24、所述金属氟化物含量为10～15wt％；

25、所述硼粉的含量为30～45wt％；所述硼粉的d50粒径为1～2.5μm。

26、在一种可能的实现方式中，

27、所述载体包括混合溶剂与树脂；

28、所述混合溶剂为松油醇与丁基卡必醇和/或柠檬酸的混合物，所述松油醇的质量占比≥60％；

29、以所述载体的总质量计，所述树脂包括5～8wt％的乙基纤维素，0～5wt％的司盘系和/或吐温系、1.5～2.5wt％的十二烷基苯磺酸钠、0.2～0.8wt％的聚酰胺。

30、第二方面，本发明提供了上述浆料的制备方法，包括以下步骤：

31、s1、将松油醇置入加热容器中，温度保持在45℃，缓慢加入丁基卡必醇和/或柠檬酸并保持搅拌，在15rpm搅拌速度下，搅拌3～5min，使丁基卡必醇和/或柠檬酸在松油醇中充分混合均匀，得到混合溶剂；

32、s2、将树脂的各个组分混合均匀，保持所述混合溶剂45℃保温，向所述混合溶剂中加入混合好的所述树脂，树脂完全加入后保持50℃保温，持续搅拌2.5～3小时，使得所述树脂与所述混合溶剂充分混合均匀，形成质地均一稳定的液态载体，冷却至室温后待用；

33、s3、将玻璃相与ag粉加入所述载体中，以20～30rpm的转速搅拌分散；

34、s4、保持20～30rpm的转速搅拌，将辅料与cu粉和cu合金粉一同混合均匀后加入所述载体中，持续搅拌8～12h，得到膏状物；

35、s5、将s4中得到的膏状物分散7～8次，每次10～20min，即得到所述浆料。

36、本申请提供的上述技术方案，至少具有以下技术效果或优点：

37、本发明所公开的xbc电池p区浆料，通过复合cu粉末与ag粉末作为导电相的主体，并引入适量的cu合金粉末，大大降低了ag的用量，从而显著控制了电极浆料的制造成本。并且，本申请还通过增加ag包cu粉以及cu合金粉的比例，一方面降低了cu在浆料体系中的熔点，更易于金属化工艺展开，另一方面很好的避免了cu在烧结以及使用过程中产生氧化膜而影响导电性能的情况。

技术特征：

1.一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，所述玻璃相包括第一玻璃粉与第二玻璃粉，按所述玻璃相的总质量计：

8.根据权利要求1所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，所述辅料为wo3、金属氟化物与硼粉的混合物；以所述辅料的总质量计：

9.根据权利要求1所述的一种基于cu及cu合金的xbc电池浆料，其特征在于，

10.权利要求1～9任一项所述的浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种基于Cu及Cu合金的xBC电池浆料，其包括：85～90wt％的导电相；以所述导电相的总质量计，其包括复合Cu粉5～65wt％，Cu合金粉0～15wt％，Ag粉35～95wt％；3～6wt％的玻璃相；0.5～3wt％的辅料；余量为载体。本发明还涉及上述浆料的制备方法，包括以下步骤：S1、将松油醇、丁基卡必醇和/或柠檬酸混合得混合溶剂；S2、将树脂的各个组分与混合溶剂混匀得到液态载体；S3、将玻璃相与Ag粉加入所述载体中，以20～30rpm的转速搅拌分散；S4、保持20～30rpm的转速搅拌，将辅料与Cu粉和Cu合金粉一同混合均匀后加入所述载体中，持续搅拌8～12h，得到膏状物；S5、将S4中得到的膏状物分散7～8次，每次10～20min，即得到所述浆料。

技术研发人员：郑京,阎立,白云龙
受保护的技术使用者：江苏日御光伏新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5