印刷漿料培訓(xùn)

1、絲網(wǎng)印刷漿料培訓(xùn) 電池工藝部江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司太陽(yáng)能電池漿料的技術(shù)要求對(duì)上下電極材料技術(shù)要求對(duì)上下電極材料技術(shù)要求提高轉(zhuǎn)換效率；能與硅形成牢固的歐姆接觸；有優(yōu)良的導(dǎo)電性；化學(xué)穩(wěn)定性好；有適宜大規(guī)模生產(chǎn)的工藝性；價(jià)格較低。江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司第一部分 銀漿料的組成銀導(dǎo)電漿料的組成如下：銀導(dǎo)電漿料的組成如下：銀導(dǎo)電漿料金屬顆粒無(wú)機(jī)相有機(jī)相溶劑樹(shù)脂江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司各成分作用如下：各成分作用如下：l銀粉作為導(dǎo)電功能相，其燒結(jié)質(zhì)量直接影響收集電流的輸出；一般占漿料總量的80%-90%l無(wú)機(jī)相：主要是玻璃粉，它決定著導(dǎo)電漿料對(duì)太陽(yáng)能電池減反射膜的穿透能力和電極對(duì)硅片的結(jié)合力，并且對(duì)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(jī)溶劑主要包括揮發(fā)相溶劑和非揮發(fā)相的樹(shù)脂（主要為酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂）主要起分散和包裹作用，將銀粉顆粒均勻地包裹起來(lái)，使得導(dǎo)電銀漿不容易產(chǎn)生沉淀和氧化。一般占漿料總量的5%-15%江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司漿料制作工藝流程漿料制作工藝流程有機(jī)樹(shù)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(guò)濾包裝物理測(cè)試功能測(cè)試江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司漿料的物理性質(zhì)漿料的物理性質(zhì)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(jīng)過(guò)燒結(jié)，漿料中有機(jī)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?zé)Y(jié)有機(jī)物揮發(fā)M固體江

3、蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司l粘度又稱內(nèi)摩擦，是一層液體對(duì)另一層液體作相對(duì)移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的阻力，表征漿料流動(dòng)的難易程度。剪切粘度定義：速率梯度：=dv/ds剪切應(yīng)力：=F/A粘度：=/漿料的物理性質(zhì)漿料的物理性質(zhì)江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司漿料的物理性質(zhì)漿料的物理性質(zhì)l觸變性指體系在開(kāi)始流動(dòng)時(shí)往往需要較大的外力，其原因是必須破壞體系中原靜止?fàn)顟B(tài)的結(jié)合力，但流動(dòng)一旦開(kāi)始，外力就不需要像啟動(dòng)時(shí)那么大，而可以降低到一個(gè)較小的值。對(duì)于高分子體系來(lái)說(shuō)，這種啟動(dòng)力的增加消耗在分子鏈由卷曲逐漸展開(kāi)的過(guò)程中叫做觸變性。對(duì)于漿料表現(xiàn)為漿料在靜止一定時(shí)間后變稠，粘度增大，攪拌后又變稀，粘度也變小的一種現(xiàn)象。因此在印刷之前，要

4、充分?jǐn)嚢铦{料，使之恢復(fù)常態(tài)，然后才能進(jìn)行印刷江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司銀粉粒徑對(duì)導(dǎo)電性能的銀粉粒徑對(duì)導(dǎo)電性能的影響影響 銀粉按照粒徑分類(lèi)：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(wǎng)印刷過(guò)程中很難通過(guò)網(wǎng)孔，并且在燒結(jié)過(guò)程中片狀銀粉的熱收縮率較大，因此太陽(yáng)能電池銀漿一般都選用超細(xì)的球形或類(lèi)球形銀粉。銀粉的粒徑大小影響銀硅接觸界面的結(jié)構(gòu)、歐姆接觸的質(zhì)量、太陽(yáng)能電池的 （ VOC）和（FF)。顆粒尺寸影響PN結(jié)漏電流、接觸狀況、串聯(lián)電阻和擴(kuò)散層的飽和電流密度。顆粒度超細(xì)的銀粉由于其表面能很低在溫度很低、玻璃粘結(jié)劑還沒(méi)有融化的情況下就能夠相

5、互擴(kuò)散燒結(jié)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(guò)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(jié)過(guò)程中結(jié)塊的速度慢，玻璃相中銀的溶解度比較大，冷卻時(shí)銀大量析出在硅片上，較大顆粒的結(jié)晶銀造成漏電流的增大，嚴(yán) 重 時(shí) 甚 至 可 以 穿 透 300nm 左 右 的PN結(jié) .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(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司銀粉分散性對(duì)導(dǎo)電性能的銀粉分散性對(duì)導(dǎo)電性能的影響影響 通常超細(xì)銀粉在合成、干燥過(guò)程中，易于形成團(tuán)聚體。團(tuán)聚現(xiàn)象按鍵合的形式可分為軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。軟團(tuán)聚可以用機(jī)械方法打散；而硬團(tuán)聚難以用機(jī)械

6、方法打散。大的團(tuán)聚體在配制成銀漿后，雖經(jīng)三輥研磨，但細(xì)度仍難以減小，從而在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，難以通過(guò)絲網(wǎng)，堵塞絲網(wǎng)，精密的電極和柵線就會(huì)形成斷點(diǎn)和斷線，這樣電池片產(chǎn)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(zhuǎn)換效率降低，難以滿足高效太陽(yáng)能電池的要求 一般太陽(yáng)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(diào)燒結(jié)時(shí)間和銀溶解量之間的關(guān)系，使銀金屬線與硅半導(dǎo)體形成良好的歐姆接觸。同時(shí)，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(dǎo)電性。江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)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(nèi)，玻璃

7、的軟化溫度和軟化特征在接觸界面起關(guān)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(jié)過(guò)程中高軟化溫度的玻璃粉在蝕刻氮化硅層和擴(kuò)散層表面的硅后，存在于玻璃相中的銀結(jié)晶速度較快，在銀硅接觸界面析出了小顆粒的結(jié)晶銀，使得漏電流減小，開(kāi)路電壓(VOC)增大。如果玻璃粉軟化溫度小于 400 ，玻璃粉過(guò)早的軟化，在液態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，容易導(dǎo)致發(fā)射極擊穿，并且會(huì)阻止?jié){料和硅基片的接觸，對(duì)導(dǎo)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(jié)。玻璃粉的粒徑應(yīng)滿足絲網(wǎng)印刷要求，保證漿料的細(xì)度，一般在210 ；玻璃粉的用量還影響電池的電性能和機(jī)械性能，一

8、般在 3 左右。玻璃軟化溫度對(duì)導(dǎo)電性能的玻璃軟化溫度對(duì)導(dǎo)電性能的影響影響江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司 有機(jī)載體主要由有機(jī)溶劑、高分子樹(shù)脂、觸變劑、流平劑、表面活性劑等組成，它通過(guò)物理作用把銀粉和無(wú)機(jī)粘合劑揉合在一起形成導(dǎo)電漿料，并且使導(dǎo)電漿料具有適用于絲網(wǎng)印刷的粘度、觸變性等流變性能。影響絲網(wǎng)印刷精度的因素主要有漿料粘度、細(xì)度、觸變性等方面；漿料的細(xì)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(xì)度好的漿料在印刷過(guò)程中不會(huì)堵塞網(wǎng)孔，印刷出的柵線線條均勻、流暢、密實(shí)，沒(méi)有斷線、斷點(diǎn)。 漿料觸變性主要取決于有機(jī)載體相的組成，良好的觸變性是印刷出清晰電極條紋的關(guān)鍵。若觸變性太強(qiáng)，通過(guò)

9、絲網(wǎng)印刷在柵線電極上的漿料還未來(lái)得及流平就定型了，形成一個(gè)個(gè) “ 駱駝峰” ，導(dǎo)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(dòng)狀態(tài)，主要表現(xiàn)為橫向流動(dòng)，造成電極柵線的寬度大于設(shè)計(jì)的柵線寬度，且電極高度下降導(dǎo)致高寬比變差，造成短路電流小，電阻大。有機(jī)載體對(duì)導(dǎo)電性能的有機(jī)載體對(duì)導(dǎo)電性能的影響影響江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司第二部分 鋁漿料的組成鋁漿作為一種漿料產(chǎn)品，其也主要由導(dǎo)電相（鋁粉）、無(wú)機(jī)粘結(jié)相（玻璃）、有機(jī)相（添加劑、載體）組成。l鋁漿作為太陽(yáng)能電池的背電極使用，導(dǎo)電鋁漿應(yīng)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(jié)后導(dǎo)電性良好l干燥、燒結(jié)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(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司l鋁漿中導(dǎo)電相的鋁粉選擇是極為苛刻的。因?yàn)殇X漿的主要性能包括接觸電阻小，粘著力強(qiáng)和老化系數(shù)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(xiàn)象也與粒徑大小直接相關(guān)。l鋁粉尺寸分布區(qū)間大，則大小顆粒交錯(cuò)排列，易于填充空間，使得導(dǎo)電相的排列緊密。并且鋁粉整體平均尺寸大，其體積相對(duì)較大。大體積鋁粉顆粒其表面氧化膜較薄，更易消除，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。l因此鋁漿中使用的鋁粉應(yīng)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(yīng)9m鋁漿各組分的作用鋁漿各組分的作用江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司l無(wú)機(jī)粘結(jié)相

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

12、曲，粗糙等現(xiàn)象，填充理論認(rèn)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(shù)量增加，燒結(jié)后接觸電阻大，將導(dǎo)致孔隙率增大和電性能下降；而粒徑小的鋁粉過(guò)多時(shí)又會(huì)出現(xiàn)表面灰化、鋁珠等，影響電性能；且粗細(xì)鋁粉分布適當(dāng)時(shí)的光電轉(zhuǎn)化效率也最高。鋁粉粒徑對(duì)漿料性能的影響鋁粉粒徑對(duì)漿料性能的影響鋁漿燒結(jié)后電鏡圖江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司玻璃含量對(duì)漿料性能的影響玻璃含量對(duì)漿料性能的影響 玻璃粉含量較低時(shí)，玻璃熔化液相含量不足提供驅(qū)動(dòng)力不充分不足以浸潤(rùn)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(wú)法形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(dǎo)致方阻

13、較大； 玻璃粉含量較高時(shí)，液相含量過(guò)多，多余的玻璃液就會(huì)聚集在表面上，產(chǎn)生的團(tuán)簇越多，此時(shí)鋁粉過(guò)多重疊，膜層形成較大空洞，致密度降低而導(dǎo)致導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不規(guī)則，使得方阻較大，電性能較差。玻璃粉含量對(duì)背場(chǎng)方阻的影響玻璃粉含量對(duì)背場(chǎng)方阻的影響江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司 附著力隨著玻璃粉含量的增加逐漸增加，當(dāng)玻璃粉含量較低時(shí)，玻璃粉的融熔態(tài)較少，鋁粉顆粒不能被充分的浸潤(rùn)，硅片與液相的鍵合作用不明顯，使鋁層附著力較低。當(dāng)玻璃粉的含量增加，鋁漿燒結(jié)后足夠的玻璃粉熔融態(tài)可以潤(rùn)濕鋁粉使鋁粒子重排列，粒子之間靠近更緊密，燒結(jié)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(qiáng)，有效的將連接鋁粒子和硅片連接起來(lái)，因此附著力也有所增加另外，玻璃滲入到鋁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中填充空隙時(shí)，與鋁形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的機(jī)械連接使其獲得具有一定附著強(qiáng)度的膜層。但玻璃含量并不是越多越好，過(guò)多的玻璃含量會(huì)使其造成團(tuán)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(shí)，所構(gòu)成玻璃的性能不同，附著強(qiáng)度也會(huì)因此不同玻璃含量對(duì)漿料性能的影響玻璃含量對(duì)漿料性能的影響江蘇愛(ài)康集團(tuán)有限責(zé)任公司 理想的鋁漿是固體被有機(jī)載體充分地潤(rùn)濕和分散，固體顆粒穩(wěn)定的分散在有機(jī)載體中。有機(jī)載體含量增加固含量的減少將導(dǎo)致鋁漿粘度值降低，粘度低將會(huì)使鋁漿