印刷漿料培訓

1、絲網印刷漿料培訓 電池工藝部江蘇愛康集團有限責任公司太陽能電池漿料的技術要求對上下電極材料技術要求對上下電極材料技術要求提高轉換效率；能與硅形成牢固的歐姆接觸；有優(yōu)良的導電性；化學穩(wěn)定性好；有適宜大規(guī)模生產的工藝性；價格較低。江蘇愛康集團有限責任公司第一部分 銀漿料的組成銀導電漿料的組成如下：銀導電漿料的組成如下：銀導電漿料金屬顆粒無機相有機相溶劑樹脂江蘇愛康集團有限責任公司各成分作用如下：各成分作用如下：l銀粉作為導電功能相，其燒結質量直接影響收集電流的輸出；一般占漿料總量的80%-90%l無機相：主要是玻璃粉，它決定著導電漿料對太陽能電池減反射膜的穿透能力和電極對硅片的結合力，并且對歐姆接

2、觸電阻也有重要作用，一般占漿料總量的2%-10%l有機溶劑主要包括揮發(fā)相溶劑和非揮發(fā)相的樹脂（主要為酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂）主要起分散和包裹作用，將銀粉顆粒均勻地包裹起來，使得導電銀漿不容易產生沉淀和氧化。一般占漿料總量的5%-15%江蘇愛康集團有限責任公司漿料制作工藝流程漿料制作工藝流程有機樹脂溶劑中間體金屬粉原料稱量玻璃粉攪拌輥軋粘度配方過濾包裝物理測試功能測試江蘇愛康集團有限責任公司漿料的物理性質漿料的物理性質漿料的物理特性主要包括：固體含量、粘度、觸變性l固體含量指經過燒結，漿料中有機物揮發(fā)掉后剩余的固體重量與原漿料重量的比值固含量=M固體/M漿料*100%M漿料高溫燒結有機物揮發(fā)M固體江

3、蘇愛康集團有限責任公司l粘度又稱內摩擦，是一層液體對另一層液體作相對移動時所產生的阻力，表征漿料流動的難易程度。剪切粘度定義：速率梯度：=dv/ds剪切應力：=F/A粘度：=/漿料的物理性質漿料的物理性質江蘇愛康集團有限責任公司漿料的物理性質漿料的物理性質l觸變性指體系在開始流動時往往需要較大的外力，其原因是必須破壞體系中原靜止狀態(tài)的結合力，但流動一旦開始，外力就不需要像啟動時那么大，而可以降低到一個較小的值。對于高分子體系來說，這種啟動力的增加消耗在分子鏈由卷曲逐漸展開的過程中叫做觸變性。對于漿料表現為漿料在靜止一定時間后變稠，粘度增大，攪拌后又變稀，粘度也變小的一種現象。因此在印刷之前，要

4、充分攪拌漿料，使之恢復常態(tài)，然后才能進行印刷江蘇愛康集團有限責任公司銀粉粒徑對導電性能的銀粉粒徑對導電性能的影響影響 銀粉按照粒徑分類：平均粒徑（dav）0.1um為納米銀粉，0.1umdav10um為粗銀粉 片狀銀粉的粒度一般較大，在漿料絲網印刷過程中很難通過網孔，并且在燒結過程中片狀銀粉的熱收縮率較大，因此太陽能電池銀漿一般都選用超細的球形或類球形銀粉。銀粉的粒徑大小影響銀硅接觸界面的結構、歐姆接觸的質量、太陽能電池的 （ VOC）和（FF)。顆粒尺寸影響PN結漏電流、接觸狀況、串聯(lián)電阻和擴散層的飽和電流密度。顆粒度超細的銀粉由于其表面能很低在溫度很低、玻璃粘結劑還沒有融化的情況下就能夠相

5、互擴散燒結成致密的銀塊，不利于銀在玻璃相中的溶解，玻璃相中銀的飽和度太小，在隨后的冷卻過程中只有少量的銀析出在硅片表面，造成電池的串聯(lián)電阻很大；較大顆粒的銀粉，在燒結過程中結塊的速度慢，玻璃相中銀的溶解度比較大，冷卻時銀大量析出在硅片上，較大顆粒的結晶銀造成漏電流的增大，嚴 重 時 甚 至 可 以 穿 透 300nm 左 右 的PN結 .只有和玻璃粉匹配的銀粉才有可能獲得較好的電性能。江蘇愛康集團有限責任公司銀粉分散性對導電性能的銀粉分散性對導電性能的影響影響 通常超細銀粉在合成、干燥過程中，易于形成團聚體。團聚現象按鍵合的形式可分為軟團聚和硬團聚。軟團聚可以用機械方法打散；而硬團聚難以用機械

6、方法打散。大的團聚體在配制成銀漿后，雖經三輥研磨，但細度仍難以減小，從而在絲網印刷過程中，難以通過絲網，堵塞絲網，精密的電極和柵線就會形成斷點和斷線，這樣電池片產生的電流難以有效傳輸，最終影響了電池的電性能，使光電轉換效率降低，難以滿足高效太陽能電池的要求 一般太陽能電池銀漿使用的銀粉平均粒徑在0.2-3.0 范圍，能夠較好協(xié)調燒結時間和銀溶解量之間的關系，使銀金屬線與硅半導體形成良好的歐姆接觸。同時，該范圍的銀粉制成漿料后大小顆粒相互填充，使銀膜填充密度增加，有利于提高導電性。江蘇愛康集團有限責任公司 銀漿用玻璃粉的性能表征主要是玻璃軟化溫度。玻璃的軟化溫度通常在 400-600范圍內，玻璃

7、的軟化溫度和軟化特征在接觸界面起關鍵的作用。高軟化溫度的玻璃粉在銀硅界面形成一層較薄的玻璃相，在燒結過程中高軟化溫度的玻璃粉在蝕刻氮化硅層和擴散層表面的硅后，存在于玻璃相中的銀結晶速度較快，在銀硅接觸界面析出了小顆粒的結晶銀，使得漏電流減小，開路電壓(VOC)增大。如果玻璃粉軟化溫度小于 400 ，玻璃粉過早的軟化，在液態(tài)持續(xù)時間長，容易導致發(fā)射極擊穿，并且會阻止?jié){料和硅基片的接觸，對導電性能不利；如果軟化溫度高于600 ，減反射膜不能很好的被穿透，附著力不好，且不能保證銀粉的液相燒結。玻璃粉的粒徑應滿足絲網印刷要求，保證漿料的細度，一般在210 ；玻璃粉的用量還影響電池的電性能和機械性能，一

8、般在 3 左右。玻璃軟化溫度對導電性能的玻璃軟化溫度對導電性能的影響影響江蘇愛康集團有限責任公司 有機載體主要由有機溶劑、高分子樹脂、觸變劑、流平劑、表面活性劑等組成，它通過物理作用把銀粉和無機粘合劑揉合在一起形成導電漿料，并且使導電漿料具有適用于絲網印刷的粘度、觸變性等流變性能。影響絲網印刷精度的因素主要有漿料粘度、細度、觸變性等方面；漿料的細度由所用銀粉的粒徑、銀粉在漿料中的分散性、玻璃粉的粒徑等方面決定，細度好的漿料在印刷過程中不會堵塞網孔，印刷出的柵線線條均勻、流暢、密實，沒有斷線、斷點。 漿料觸變性主要取決于有機載體相的組成，良好的觸變性是印刷出清晰電極條紋的關鍵。若觸變性太強，通過

9、絲網印刷在柵線電極上的漿料還未來得及流平就定型了，形成一個個 “ 駱駝峰” ，導致電阻大，短路電流??；而觸變性太弱，印刷在電極線上的漿料一直處于流動狀態(tài)，主要表現為橫向流動，造成電極柵線的寬度大于設計的柵線寬度，且電極高度下降導致高寬比變差，造成短路電流小，電阻大。有機載體對導電性能的有機載體對導電性能的影響影響江蘇愛康集團有限責任公司第二部分 鋁漿料的組成鋁漿作為一種漿料產品，其也主要由導電相（鋁粉）、無機粘結相（玻璃）、有機相（添加劑、載體）組成。l鋁漿作為太陽能電池的背電極使用，導電鋁漿應具備有以下基本特征： l粘度、流平性、觸變性要適中穩(wěn)定且利于印刷；l 燒結后導電性良好l干燥、燒結后

10、與基材的附著力及綜合性能良好； l常溫下穩(wěn)定且易保管。江蘇愛康集團有限責任公司l鋁漿中導電相的鋁粉選擇是極為苛刻的。因為鋁漿的主要性能包括接觸電阻小，粘著力強和老化系數低等，這些要求都受鋁粉性能直接影響，另外工藝性能的灰化、鋁珠等現象也與粒徑大小直接相關。l鋁粉尺寸分布區(qū)間大，則大小顆粒交錯排列，易于填充空間，使得導電相的排列緊密。并且鋁粉整體平均尺寸大，其體積相對較大。大體積鋁粉顆粒其表面氧化膜較薄，更易消除，形成導電網絡。l因此鋁漿中使用的鋁粉應該選擇平均粒度大、含氧量低、尺寸分布區(qū)間大，粉體呈亞球形的鋁粉，其顆粒度應9m鋁漿各組分的作用鋁漿各組分的作用江蘇愛康集團有限責任公司l無機粘結相

11、是一種超細玻璃粉, 它是由可形成玻璃的各種氧化物經高溫熔合, 然后水淬細化得到。加入超細玻璃粉以后, 可以明顯降低燒結峰值溫度, 使金屬鋁粉在經峰值溫度后形成鋁膜, 且形成的鋁膜表面光滑, 不起灰, 同時膜與硅片有較強的附著力。l在硅太陽能電池用鋁漿中主要是玻璃粉影響鋁漿的膨脹系數, 所以必須保證玻璃的膨脹系數與晶體硅的膨脹系數相匹配。l有機載體包括有機高分子聚合物、有機溶劑、有機添加劑等等。它調節(jié)了漿料的流變性, 固體粒子的浸潤性, 金屬粉料的懸浮性和流動性以及漿料整體的觸變性，決定了印刷質量的優(yōu)劣。鋁漿各組分的作用鋁漿各組分的作用江蘇愛康集團有限責任公司 當粒徑大的鋁粉過多時就會出現表面翹

12、曲，粗糙等現象，填充理論認為如果大粒徑鋁粉堆積形成的孔洞不能有效地被填充，電極中的孔洞數量增加，燒結后接觸電阻大，將導致孔隙率增大和電性能下降；而粒徑小的鋁粉過多時又會出現表面灰化、鋁珠等，影響電性能；且粗細鋁粉分布適當時的光電轉化效率也最高。鋁粉粒徑對漿料性能的影響鋁粉粒徑對漿料性能的影響鋁漿燒結后電鏡圖江蘇愛康集團有限責任公司玻璃含量對漿料性能的影響玻璃含量對漿料性能的影響 玻璃粉含量較低時，玻璃熔化液相含量不足提供驅動力不充分不足以浸潤所有的鋁粉，所以鋁粒子之間接觸不充分，有的還不能與其他成分很好的相容，無法形成網絡結構，也不能整齊的排列鋪展在硅片上，因此鋁粒子之間的緊密度變差，導致方阻

13、較大； 玻璃粉含量較高時，液相含量過多，多余的玻璃液就會聚集在表面上，產生的團簇越多，此時鋁粉過多重疊，膜層形成較大空洞，致密度降低而導致導電網絡不規(guī)則，使得方阻較大，電性能較差。玻璃粉含量對背場方阻的影響玻璃粉含量對背場方阻的影響江蘇愛康集團有限責任公司 附著力隨著玻璃粉含量的增加逐漸增加，當玻璃粉含量較低時，玻璃粉的融熔態(tài)較少，鋁粉顆粒不能被充分的浸潤，硅片與液相的鍵合作用不明顯，使鋁層附著力較低。當玻璃粉的含量增加，鋁漿燒結后足夠的玻璃粉熔融態(tài)可以潤濕鋁粉使鋁粒子重排列，粒子之間靠近更緊密，燒結后的鋁層密度增加，電極空隙減少。玻璃與硅片的鍵合作用加強，有效的將連接鋁粒子和硅片連接起來，因此附著力也有所增加另外，玻璃滲入到鋁網狀結構中填充空隙時，與鋁形成網狀結構的機械連接使其獲得具有一定附著強度的膜層。但玻璃含量并不是越多越好，過多的玻璃含量會使其造成團聚，使得電極可焊接性較差；玻璃的組分不同或組分含量不同時，所構成玻璃的性能不同，附著強度也會因此不同玻璃含量對漿料性能的影響玻璃含量對漿料性能的影響江蘇愛康集團有限責任公司 理想的鋁漿是固體被有機載體充分地潤濕和分散，固體顆粒穩(wěn)定的分散在有機載體中。有機載體含量增加固含量的減少將導致鋁漿粘度值降低，粘度低將會使鋁漿