一种新型ibc专用绝缘浆料、制备方法及ibc电池
技术领域
1.本发明涉及电池绝缘浆料领域，特别是涉及一种新型ibc专用绝缘浆料及其制备方法及一种ibc电池。
背景技术：
2.随着化石能源的短缺和人们对二氧化碳排放的关注，太阳能发电技术得到了跳跃式的发展。而晶体硅
太阳能电池技术作为太阳能发电技术的主体，一直备受人们的关注，其光电转换效率不断提升。
3.近年来，topcon，hjt，ibc等高效太阳能电池技术层出不穷，其中ibc电池由于其所有电极均设计在背面而正面的遮光率为零，因此可以实现最大的光电转换效率而受到越来越多的关注。
4.ibc电池的正负极的细栅线以指交叉的形式交互排列在电池背面，主栅线垂直于细栅线，在正极主栅线与负极细栅线相遇处需要印刷绝缘浆料彼此绝缘。
5.目前ibc电池所使用的绝缘浆料，基本上都是来自于半导体行业，没有针对ibc电池工艺进行优化改进，因此存在烘干时间长，耐温温度低，不利于ibc电池工艺优化的问题。
6.专门针对ibc电池绝缘浆料研究较少，在现有的专利cn201910156510.0与cn201910157227.x中，公开了ibc电池绝缘胶的组分和制备方法，但耐温较低，仅达到200度左右，无法进一步满足电池工艺的需求。
技术实现要素：
7.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型ibc专用绝缘浆料、制备方法及一种ibc电池，用以提高绝缘效果和耐温性。
8.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型ibc专用绝缘浆料，按质量百分数计，包括如下组分：无机绝缘陶瓷粉30％～85％，有机载体10％～65％，其中，所述无机绝缘陶瓷粉包括氧化钛和/或
氧化铝和/或氧化锆和/或氧化硅和/或钛酸钡和/或硅酸钡中的一种或多种物质，所述有机载体包括树脂类、有机溶剂类和助剂类。
9.优选的，所述树脂类总占比为1％～20％，至少包括聚酯酰胺和/或聚酯树脂和/或环氧树脂和/或有机硅树脂的一种或多种。
10.优选的，所述树脂类至少包括丙烯酸树脂和/或乙基纤维素和/或聚酯酰胺和/或松香树脂和/或聚酯树脂和/或氯醋树脂和/或pvb树脂和/或环氧树脂和/或有机硅树脂的一种或多种。
11.优选的，所述溶剂类总占比为5％～45％，包括醇酯十二和/或丙二醇丁醚醋酸酯和/或乙二醇单丁醚醋酸酯和/或丁基卡必醇和/或松油醇和/或石油醚和/或醚类的一种或多种。
12.优选的，所述助剂类总占比为0.0～5.0％，包括流平剂和/或消泡剂和/或表面活性剂和/或增塑剂的一种或多种。
13.优选的，所述助剂类组分占比如下：流平剂：0.0～5.0％，消泡剂：0.0～3.0％，表面活性剂：0.0～1.0％，增塑剂：0.0～1.0％。
14.优选的，所述无机绝缘陶瓷粉的平均粒度为0.5um～30um，所述无机绝缘陶瓷粉的形貌为球形。
15.优选的，所述无机绝缘陶瓷粉为玻璃态和/或多晶态粉体的一种或两种形态的混合。
16.优选的，有机载体中，所述树脂类占比为10％～40％，所述溶剂类占比为60％～90％。
17.一种新型ibc专用绝缘浆料的制备方法，采用以上所述的组分，采用以下制备步骤：
18.1)制备有机载体：取有机载体中质量百分比为10％～40％树脂类，加入有机载体中质量百分比为60％～90％的溶剂类，在80～150℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，4～8小时后得到均匀透明的有机载体；
19.2)制备陶瓷粉：称量无机绝缘陶瓷粉，并经混料机混合均匀后备用；
20.3)绝缘浆料混合：取步骤2)中质量百分比为30％～90％的无机绝缘陶瓷粉、质量百分比为10％～65％步骤1)中的有机载体，以及0.0-5.0％的助剂类，混合搅拌均匀；
21.绝缘浆料分散：将步骤3)中搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨2～5次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒，用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
22.一种新型ibc电池，包括ibc电池本体，还包括在所述电池本体的正极主栅线与负极细栅线相遇处印刷所述绝缘浆料，并烘干形成绝缘膜。
23.本发明的有益效果是：
24.1.本发明采用无机高绝缘性粉体材料，提高绝缘效果。
25.2.本发明采用耐高温无机绝缘材料与分子量较高的有机树脂，有效提高绝缘浆料的耐温性。
26.3.本发明通过优化的载体体系配比和流平剂的添加及优化的制备方法，提高产品的自流平效果，可以有效的包覆下层栅线。避免针孔洞形成，保障绝缘性能。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本发明的以下具体实施例分别采用如下表所示的陶瓷粉配方，其中陶瓷粉为近球形粉体：
[0029][0030]
实施例1
[0031]
步骤1.制备有机载体：取质量百分比为18％聚酯树脂，质量百分比为5％松香树脂，质量百分比为10％丙烯酸树脂，加入质量百分比为50％醇酯十二与17％丁基卡必醇在120℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，6小时后可以得到均匀透明的有机载体。
[0032]
步骤2.制备陶瓷粉：将上述表格中的无机
陶瓷粉体g1按照比例称量，经混料机混合均匀后备用。
[0033]
步骤3.绝缘浆料混合：取质量百分比为70％的无机陶瓷粉g1、质量百分比为26％步骤1中的有机载体，以及1％流平剂，0.5％消泡剂，0.5％表面活性剂，2％增塑剂混合搅拌均匀。
[0034]
步骤3.绝缘浆料分散：将步骤3中的搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨4次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒。用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
[0035]
实施例2
[0036]
步骤1.制备有机载体：取质量百分比为15％聚酯树脂，质量百分比为5％有机硅树脂，质量百分比为10％丙烯酸树脂，加入质量百分比为50％醇酯十二与20％乙二醇单丁醚醋酸酯构成的溶剂130℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，8小时后可以得到均匀透明的有机载体。
[0037]
步骤2.制备陶瓷粉：将上述表格中的无机陶瓷粉体g2按照比例称量，经混料机混合均匀后备用
[0038]
步骤3.绝缘浆料混合：取质量百分比为85％的无机陶瓷粉g2、质量百分比为14％第一步中的有机载体，以及0.5％流平剂，0.3％消泡剂，0.2％表面活性剂混合搅拌均匀。
[0039]
步骤4.绝缘浆料分散：将步骤3中所述搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨4次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒。用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
[0040]
实施例3
[0041]
步骤1.制备有机载体：取质量百分比为15％环氧树脂，质量百分比为5％乙基纤维素，质量百分比为7％丙烯酸树脂，加入质量百分比为50％醇酯十二与23％丁基卡必醇混合溶剂在90℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，5小时后可以得到均匀透明的有机载体。
[0042]
步骤2.制备陶瓷粉：将上述表格中无机陶瓷粉体g3按照比例称量，经混料机混合均匀后备用
[0043]
步骤3.绝缘浆料混合：取质量百分比为65％的无机陶瓷粉g3、质量百分比为30.7％第一步中的有机载体，以及0.5％流平剂，0.3％消泡剂，0.5％表面活性剂和3％增塑剂混合搅拌均匀。
[0044]
步骤4.绝缘浆料分散：将步骤3中所述搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨4次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒。用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
[0045]
实施例4
[0046]
步骤1.制备有机载体：取质量百分比为17％有机硅树脂，质量百分比为5％乙基纤维素，质量百分比为3％丙烯酸树脂，加入质量百分比为50％醇酯十二与25％丁基卡必醇混合溶剂在100℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，7小时后可以得到均匀透明的有机载体。
[0047]
步骤2.制备陶瓷粉：将上述表格中无机陶瓷粉体g4按照比例称量，经混料机混合均匀后备用
[0048]
步骤3.绝缘浆料混合：取质量百分比为75％的无机陶瓷粉g4、质量百分比为21.5％第一步中的有机载体，以及0.5％流平剂，0.5％消泡剂，0.5％表面活性剂和2％增塑剂混合搅拌均匀。
[0049]
步骤4.绝缘浆料分散：将步骤3中所述搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨5次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒。用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
[0050]
实施例5
[0051]
步骤1.制备有机载体：取质量百分比为15％聚酯树脂，质量百分比为8％环氧树脂，质量百分比为10％丙烯酸树脂，加入质量百分比为47％醇酯十二与20％丙二醇甲醚醋酸酯混合溶剂在100℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，7小时后可以得到均匀透明的有机载体。
[0052]
步骤2.制备陶瓷粉：将上述表格中无机陶瓷粉体g5按照比例称量，经混料机混合均匀后备用。
[0053]
步骤3.绝缘浆料混合：取质量百分比为75％的无机陶瓷粉g5、质量百分比为21.5％第一步中的有机载体，以及0.5％流平剂，0.5％消泡剂，0.5％表面活性剂和2％增塑剂混合搅拌均匀。
[0054]
步骤4.绝缘浆料分散：将步骤3中所述搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨5次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒。用刮板细度剂测量细度《10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。
[0055]
将上述各实施例中的绝缘浆料，使用丝网印刷在单晶电池片上，电池片上的栅线为38微米宽，14微米高，利用despatch链式炉烘干，烘干温度为200度，烘干时间为4分钟，即可形成绝缘膜。使用标准3m胶带依次测试绝缘膜的附着力。在烘干后的绝缘膜再印刷一层低温烘干型银浆，烘干后可以测试绝缘膜的绝缘性。利用自动耐电压仪(ljc-100kv)按照gb/t1695-2005标准测试绝缘膜的耐高压性质。测试结果如下表：
[0056][0057]
通过以上实施例可以看出，本发明利用绝缘性好的无机陶瓷粉体的添加及优化的工艺配方、制备方法，提高了浆料的绝缘性。优选分子量较高的聚酯树脂，聚酯酰胺，环氧树脂以及硅树脂等耐高温树脂，提高了绝缘浆料的耐温性能。利用配方优化、流平剂的优选及优化的制备方法，提升了浆料的流平性，可以实现印刷后的镜面状自流平，对底层栅线可以实现有效包裹与保护，不易形成针孔洞。利用树脂优选、配方优化及制备方法优化配合，使烘干后的浆料膜层具有一定的弹性，可以有效的适配硅片，避免热冲击带来的应力。此绝缘浆料无铅无镉，环境友好，具有可观的应用前景。
[0058]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。技术特征：
1.一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：按质量百分数计，包括如下组分：无机绝缘陶瓷粉30％～85％，有机载体10％～65％，其中，所述无机绝缘陶瓷粉包括氧化钛和/或氧化铝和/或氧化锆和/或氧化硅和/或钛酸钡和/或硅酸钡中的一种或多种物质，所述有机载体包括树脂类、有机溶剂类和助剂类。2.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述树脂类的总占比为1％～20％，至少包括聚酯酰胺和/或聚酯树脂和/或环氧树脂和/或有机硅树脂的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述树脂类至少包括丙烯酸树脂和/或乙基纤维素和/或聚酯酰胺和/或松香树脂和/或聚酯树脂和/或氯醋树脂和/或pvb树脂和/或环氧树脂和/或有机硅树脂的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述溶剂类的总占比为5％～45％，包括醇酯十二和/或丙二醇丁醚醋酸酯和/或乙二醇单丁醚醋酸酯和/或丁基卡必醇和/或松油醇和/或石油醚和/或醚类的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述助剂类的总占比为0.0～5.0％，包括流平剂和/或消泡剂和/或表面活性剂和/或增塑剂的一种或多种。6.根据权利要求5所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述助剂类组分占比如下：流平剂：0.0～5.0％，消泡剂：0.0～3.0％，表面活性剂：0.0～1.0％，增塑剂：0.0～1.0％。7.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：有机载体中，所述树脂类占比为10％～40％，所述溶剂类占比为60％～90％。8.根据权利要求1所述的一种新型ibc专用绝缘浆料，其特征在于：所述无机绝缘陶瓷粉的平均粒度为0.5um～30um，所述无机绝缘陶瓷粉的形貌为球形，所述无机绝缘陶瓷粉为玻璃态和/或多晶态粉体的一种或两种形态的混合。9.一种新型ibc专用绝缘浆料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的组分，包括以下制备步骤：步骤1.制备有机载体：取有机载体中质量百分比为10％～40％树脂类，加入有机载体中质量百分比为60％～90％的溶剂类，在80～150℃的温度下以边加热边搅拌的方式溶解，4～8小时后得到均匀透明的有机载体；步骤2.制备陶瓷粉：称量无机绝缘陶瓷粉，并经混料机混合均匀后备用；步骤3.绝缘浆料混合：取步骤2)中质量百分比为30％～85％的无机绝缘陶瓷粉、质量百分比为10％～65％步骤1)中的有机载体，以及0.0-5.0％的助剂类，混合搅拌均匀；步骤4.绝缘浆料分散：将步骤3)中搅拌均匀后的原料放入三辊研磨机内充分研磨2～5次，研磨至外观细腻，均匀无明显颗粒，用刮板细度剂测量细度<10um，即可制成ibc电池专用绝缘浆料。10.一种新型ibc电池，包括电池本体，其特征在于：还包括在所述电池本体的正极主栅线与负极细栅线相遇处印刷权利要求1至8任一项所述的绝缘浆料，并烘干形成绝缘膜。
技术总结
本发明公开了一种新型IBC专用绝缘浆料、其制备方法及新型IBC电池，绝缘浆料按质量百分数计，包括如下组分：无机绝缘陶瓷粉30％～85％，有机载体10％～65％，其中，所述无机绝缘陶瓷粉包括氧化钛和/或氧化铝和/或氧化锆和/或氧化硅和/或钛酸钡和/或硅酸钡中的一种或多种物质，所述有机载体包括树脂类、有机溶剂类和助剂类。通过制备有机载体、制备陶瓷粉、绝缘浆料混合及绝缘浆料分散等步骤制得IBC电池专用绝缘浆料。将上述方法制备的绝缘浆料，利用丝网印刷技术印刷在硅基太阳能电池片上，经过200度烘干4分钟，即可形成绝缘膜。本发明提高了电池的浆料绝缘性和耐温性能，且无铅无镉，环境友好，具有可观的应用前景。具有可观的应用前景。
技术研发人员：张俊刚 杨建平 黄卓 秦贤松 李学胜 高国宝 闫方存
受保护的技术使用者：上海匡宇科技股份有限公司
技术研发日：2022.06.17
技术公布日：2022/9/2
声明：
“新型IBC专用绝缘浆料、制备方法及IBC电池与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海匡宇科技股份有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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