一種新型ibc專用絕緣漿料、制備方法及ibc電池

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明涉及電池絕緣漿料領(lǐng)域，特別是涉及一種新型ibc專用絕緣漿料及其制備方法及一種ibc電池。

背景技術(shù)：

2.隨著化石能源的短缺和人們對二氧化碳排放的關(guān)注，太陽能發(fā)電技術(shù)得到了跳躍式的發(fā)展。而晶體硅太陽能電池技術(shù)作為太陽能發(fā)電技術(shù)的主體，一直備受人們的關(guān)注，其光電轉(zhuǎn)換效率不斷提升。

3.近年來，topcon，hjt，ibc等高效太陽能電池技術(shù)層出不窮，其中ibc電池由于其所有電極均設(shè)計在背面而正面的遮光率為零，因此可以實(shí)現(xiàn)最大的光電轉(zhuǎn)換效率而受到越來越多的關(guān)注。

4.ibc電池的正負(fù)極的細(xì)柵線以指交叉的形式交互排列在電池背面，主柵線垂直于細(xì)柵線，在正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線相遇處需要印刷絕緣漿料彼此絕緣。

5.目前ibc電池所使用的絕緣漿料，基本上都是來自于半導(dǎo)體行業(yè)，沒有針對ibc電池工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，因此存在烘干時間長，耐溫溫度低，不利于ibc電池工藝優(yōu)化的問題。

6.專門針對ibc電池絕緣漿料研究較少，在現(xiàn)有的專利cn201910156510.0與cn201910157227.x中，公開了ibc電池絕緣膠的組分和制備方法，但耐溫較低，僅達(dá)到200度左右，無法進(jìn)一步滿足電池工藝的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型ibc專用絕緣漿料、制備方法及一種ibc電池，用以提高絕緣效果和耐溫性。

8.本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種新型ibc專用絕緣漿料，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括如下組分：無機(jī)絕緣陶瓷粉30％～85％，有機(jī)載體10％～65％，其中，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉包括氧化鈦和/或氧化鋁和/或氧化鋯和/或氧化硅和/或鈦酸鋇和/或硅酸鋇中的一種或多種物質(zhì)，所述有機(jī)載體包括樹脂類、有機(jī)溶劑類和助劑類。

9.優(yōu)選的，所述樹脂類總占比為1％～20％，至少包括聚酯酰胺和/或聚酯樹脂和/或環(huán)氧樹脂和/或有機(jī)硅樹脂的一種或多種。

10.優(yōu)選的，所述樹脂類至少包括丙烯酸樹脂和/或乙基纖維素和/或聚酯酰胺和/或松香樹脂和/或聚酯樹脂和/或氯醋樹脂和/或pvb樹脂和/或環(huán)氧樹脂和/或有機(jī)硅樹脂的一種或多種。

11.優(yōu)選的，所述溶劑類總占比為5％～45％，包括醇酯十二和/或丙二醇丁醚醋酸酯和/或乙二醇單丁醚醋酸酯和/或丁基卡必醇和/或松油醇和/或石油醚和/或醚類的一種或多種。

12.優(yōu)選的，所述助劑類總占比為0.0～5.0％，包括流平劑和/或消泡劑和/或表面活性劑和/或增塑劑的一種或多種。

13.優(yōu)選的，所述助劑類組分占比如下：流平劑：0.0～5.0％，消泡劑：0.0～3.0％，表面活性劑：0.0～1.0％，增塑劑：0.0～1.0％。

14.優(yōu)選的，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉的平均粒度為0.5um～30um，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉的形貌為球形。

15.優(yōu)選的，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉為玻璃態(tài)和/或多晶態(tài)粉體的一種或兩種形態(tài)的混合。

16.優(yōu)選的，有機(jī)載體中，所述樹脂類占比為10％～40％，所述溶劑類占比為60％～90％。

17.一種新型ibc專用絕緣漿料的制備方法，采用以上所述的組分，采用以下制備步驟：

18.1)制備有機(jī)載體：取有機(jī)載體中質(zhì)量百分比為10％～40％樹脂類，加入有機(jī)載體中質(zhì)量百分比為60％～90％的溶劑類，在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，4～8小時后得到均勻透明的有機(jī)載體；

19.2)制備陶瓷粉：稱量無機(jī)絕緣陶瓷粉，并經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用；

20.3)絕緣漿料混合：取步驟2)中質(zhì)量百分比為30％～90％的無機(jī)絕緣陶瓷粉、質(zhì)量百分比為10％～65％步驟1)中的有機(jī)載體，以及0.0-5.0％的助劑類，混合攪拌均勻；

21.絕緣漿料分散：將步驟3)中攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨2～5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒，用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

22.一種新型ibc電池，包括ibc電池本體，還包括在所述電池本體的正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線相遇處印刷所述絕緣漿料，并烘干形成絕緣膜。

23.本發(fā)明的有益效果是：

24.1.本發(fā)明采用無機(jī)高絕緣性粉體材料，提高絕緣效果。

25.2.本發(fā)明采用耐高溫?zé)o機(jī)絕緣材料與分子量較高的有機(jī)樹脂，有效提高絕緣漿料的耐溫性。

26.3.本發(fā)明通過優(yōu)化的載體體系配比和流平劑的添加及優(yōu)化的制備方法，提高產(chǎn)品的自流平效果，可以有效的包覆下層?xùn)啪€。避免針孔洞形成，保障絕緣性能。

具體實(shí)施方式

27.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

28.本發(fā)明的以下具體實(shí)施例分別采用如下表所示的陶瓷粉配方，其中陶瓷粉為近球形粉體：

[0029][0030]

實(shí)施例1

[0031]

步驟1.制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為18％聚酯樹脂，質(zhì)量百分比為5％松香樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為50％醇酯十二與17％丁基卡必醇在120℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，6小時后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。

[0032]

步驟2.制備陶瓷粉：將上述表格中的無機(jī)陶瓷粉體g1按照比例稱量，經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用。

[0033]

步驟3.絕緣漿料混合：取質(zhì)量百分比為70％的無機(jī)陶瓷粉g1、質(zhì)量百分比為26％步驟1中的有機(jī)載體，以及1％流平劑，0.5％消泡劑，0.5％表面活性劑，2％增塑劑混合攪拌均勻。

[0034]

步驟3.絕緣漿料分散：將步驟3中的攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨4次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

[0035]

實(shí)施例2

[0036]

步驟1.制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％聚酯樹脂，質(zhì)量百分比為5％有機(jī)硅樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為50％醇酯十二與20％乙二醇單丁醚醋酸酯構(gòu)成的溶劑130℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，8小時后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。

[0037]

步驟2.制備陶瓷粉：將上述表格中的無機(jī)陶瓷粉體g2按照比例稱量，經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用

[0038]

步驟3.絕緣漿料混合：取質(zhì)量百分比為85％的無機(jī)陶瓷粉g2、質(zhì)量百分比為14％第一步中的有機(jī)載體，以及0.5％流平劑，0.3％消泡劑，0.2％表面活性劑混合攪拌均勻。

[0039]

步驟4.絕緣漿料分散：將步驟3中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨4次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

[0040]

實(shí)施例3

[0041]

步驟1.制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比為5％乙基纖維素，質(zhì)量百分比為7％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為50％醇酯十二與23％丁基卡必醇混合溶劑在90℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，5小時后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。

[0042]

步驟2.制備陶瓷粉：將上述表格中無機(jī)陶瓷粉體g3按照比例稱量，經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用

[0043]

步驟3.絕緣漿料混合：取質(zhì)量百分比為65％的無機(jī)陶瓷粉g3、質(zhì)量百分比為30.7％第一步中的有機(jī)載體，以及0.5％流平劑，0.3％消泡劑，0.5％表面活性劑和3％增塑劑混合攪拌均勻。

[0044]

步驟4.絕緣漿料分散：將步驟3中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨4次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

[0045]

實(shí)施例4

[0046]

步驟1.制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為17％有機(jī)硅樹脂，質(zhì)量百分比為5％乙基纖維素，質(zhì)量百分比為3％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為50％醇酯十二與25％丁基卡必醇混合溶劑在100℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，7小時后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。

[0047]

步驟2.制備陶瓷粉：將上述表格中無機(jī)陶瓷粉體g4按照比例稱量，經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用

[0048]

步驟3.絕緣漿料混合：取質(zhì)量百分比為75％的無機(jī)陶瓷粉g4、質(zhì)量百分比為21.5％第一步中的有機(jī)載體，以及0.5％流平劑，0.5％消泡劑，0.5％表面活性劑和2％增塑劑混合攪拌均勻。

[0049]

步驟4.絕緣漿料分散：將步驟3中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

[0050]

實(shí)施例5

[0051]

步驟1.制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％聚酯樹脂，質(zhì)量百分比為8％環(huán)氧樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為47％醇酯十二與20％丙二醇甲醚醋酸酯混合溶劑在100℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，7小時后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。

[0052]

步驟2.制備陶瓷粉：將上述表格中無機(jī)陶瓷粉體g5按照比例稱量，經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用。

[0053]

步驟3.絕緣漿料混合：取質(zhì)量百分比為75％的無機(jī)陶瓷粉g5、質(zhì)量百分比為21.5％第一步中的有機(jī)載體，以及0.5％流平劑，0.5％消泡劑，0.5％表面活性劑和2％增塑劑混合攪拌均勻。

[0054]

步驟4.絕緣漿料分散：將步驟3中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度《10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。

[0055]

將上述各實(shí)施例中的絕緣漿料，使用絲網(wǎng)印刷在單晶電池片上，電池片上的柵線為38微米寬，14微米高，利用despatch鏈?zhǔn)綘t烘干，烘干溫度為200度，烘干時間為4分鐘，即可形成絕緣膜。使用標(biāo)準(zhǔn)3m膠帶依次測試絕緣膜的附著力。在烘干后的絕緣膜再印刷一層低溫烘干型銀漿，烘干后可以測試絕緣膜的絕緣性。利用自動耐電壓儀(ljc-100kv)按照gb/t1695-2005標(biāo)準(zhǔn)測試絕緣膜的耐高壓性質(zhì)。測試結(jié)果如下表：

[0056][0057]

通過以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明利用絕緣性好的無機(jī)陶瓷粉體的添加及優(yōu)化的工藝配方、制備方法，提高了漿料的絕緣性。優(yōu)選分子量較高的聚酯樹脂，聚酯酰胺，環(huán)氧樹脂以及硅樹脂等耐高溫樹脂，提高了絕緣漿料的耐溫性能。利用配方優(yōu)化、流平劑的優(yōu)選及優(yōu)化的制備方法，提升了漿料的流平性，可以實(shí)現(xiàn)印刷后的鏡面狀自流平，對底層?xùn)啪€可以實(shí)現(xiàn)有效包裹與保護(hù)，不易形成針孔洞。利用樹脂優(yōu)選、配方優(yōu)化及制備方法優(yōu)化配合，使烘干后的漿料膜層具有一定的彈性，可以有效的適配硅片，避免熱沖擊帶來的應(yīng)力。此絕緣漿料無鉛無鎘，環(huán)境友好，具有可觀的應(yīng)用前景。

[0058]

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括如下組分：無機(jī)絕緣陶瓷粉30％～85％，有機(jī)載體10％～65％，其中，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉包括氧化鈦和/或氧化鋁和/或氧化鋯和/或氧化硅和/或鈦酸鋇和/或硅酸鋇中的一種或多種物質(zhì)，所述有機(jī)載體包括樹脂類、有機(jī)溶劑類和助劑類。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述樹脂類的總占比為1％～20％，至少包括聚酯酰胺和/或聚酯樹脂和/或環(huán)氧樹脂和/或有機(jī)硅樹脂的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述樹脂類至少包括丙烯酸樹脂和/或乙基纖維素和/或聚酯酰胺和/或松香樹脂和/或聚酯樹脂和/或氯醋樹脂和/或pvb樹脂和/或環(huán)氧樹脂和/或有機(jī)硅樹脂的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述溶劑類的總占比為5％～45％，包括醇酯十二和/或丙二醇丁醚醋酸酯和/或乙二醇單丁醚醋酸酯和/或丁基卡必醇和/或松油醇和/或石油醚和/或醚類的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述助劑類的總占比為0.0～5.0％，包括流平劑和/或消泡劑和/或表面活性劑和/或增塑劑的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述助劑類組分占比如下：流平劑：0.0～5.0％，消泡劑：0.0～3.0％，表面活性劑：0.0～1.0％，增塑劑：0.0～1.0％。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：有機(jī)載體中，所述樹脂類占比為10％～40％，所述溶劑類占比為60％～90％。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型ibc專用絕緣漿料，其特征在于：所述無機(jī)絕緣陶瓷粉的平均粒度為0.5um～30um，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉的形貌為球形，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉為玻璃態(tài)和/或多晶態(tài)粉體的一種或兩種形態(tài)的混合。9.一種新型ibc專用絕緣漿料的制備方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的組分，包括以下制備步驟：步驟1.制備有機(jī)載體：取有機(jī)載體中質(zhì)量百分比為10％～40％樹脂類，加入有機(jī)載體中質(zhì)量百分比為60％～90％的溶劑類，在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，4～8小時后得到均勻透明的有機(jī)載體；步驟2.制備陶瓷粉：稱量無機(jī)絕緣陶瓷粉，并經(jīng)混料機(jī)混合均勻后備用；步驟3.絕緣漿料混合：取步驟2)中質(zhì)量百分比為30％～85％的無機(jī)絕緣陶瓷粉、質(zhì)量百分比為10％～65％步驟1)中的有機(jī)載體，以及0.0-5.0％的助劑類，混合攪拌均勻；步驟4.絕緣漿料分散：將步驟3)中攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨2～5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒，用刮板細(xì)度劑測量細(xì)度<10um，即可制成ibc電池專用絕緣漿料。10.一種新型ibc電池，包括電池本體，其特征在于：還包括在所述電池本體的正極主柵線與負(fù)極細(xì)柵線相遇處印刷權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的絕緣漿料，并烘干形成絕緣膜。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種新型IBC專用絕緣漿料、其制備方法及新型IBC電池，絕緣漿料按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括如下組分：無機(jī)絕緣陶瓷粉30％～85％，有機(jī)載體10％～65％，其中，所述無機(jī)絕緣陶瓷粉包括氧化鈦和/或氧化鋁和/或氧化鋯和/或氧化硅和/或鈦酸鋇和/或硅酸鋇中的一種或多種物質(zhì)，所述有機(jī)載體包括樹脂類、有機(jī)溶劑類和助劑類。通過制備有機(jī)載體、制備陶瓷粉、絕緣漿料混合及絕緣漿料分散等步驟制得IBC電池專用絕緣漿料。將上述方法制備的絕緣漿料，利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在硅基太陽能電池片上，經(jīng)過200度烘干4分鐘，即可形成絕緣膜。本發(fā)明提高了電池的漿料絕緣性和耐溫性能，且無鉛無鎘，環(huán)境友好，具有可觀的應(yīng)用前景。具有可觀的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：張俊剛 楊建平 黃卓 秦賢松 李學(xué)勝 高國寶 閆方存

受保護(hù)的技術(shù)使用者：上?？镉羁萍脊煞萦邢薰?br />
技術(shù)研發(fā)日：2022.06.17

技術(shù)公布日：2022/9/2