异质结电池用低温银浆技术进展-洪玮

异质结电池用低温银浆 技术进展 2018年 11月 洪玮 目录 公司简介一 国内外异质结电池产业化情况 低温银浆性能测试 低温银浆基本构成及要求 低温银浆发展方向 苏州晶银是一家致力于新能源、半导体领域的新材料研发和产业化的国家高新 技术企业，创办于 2011年 8月，位于苏州国家级高新技术开发区。 ⚫核心业务新材料的研发、生产及销售 ⚫产品方向太阳能材料、电子材料、半导体材料 ⚫完善的品质监控手段 一、苏州晶银公司简介 *图片来源于 Panasonic 低温工艺 低温度系数 双面电池 高效率 无光致衰减 二、国内外异质结电池产业化情况 *数据来源于中科院微系统所报告 实验室 量产 日本 700 马来西亚 300 2 长洲产业 / C I C 日本 23. 5 22. 8 80 3 K e n e k a 日本 26. 3 21. 5 20 4 上澎 / S u n p r e m e 中国 /美国 23. 6 22. 3 40 5 H e v e l 俄罗斯 160 6 E c o S ol i v e r 匈牙利 80 7 3 s u n 意大利 200 8 I N E S 法国 24. 1 23 30 9 N S P 台湾 23. 1 15 合计 1625 效率（） 名称 国别 规模 （MW ） 1 松下三洋 25. 6 23 *数据来源于中科院微系统所报告 实验室 量产 福建晋江 23. 1 22. 4 120 福建莆田 500 2 中智 江苏泰兴 23. 4 22. 8 160 3 晋能 山西太原 24. 2 23. 4 100 四川成都 120 四川成都 480 江西共青城 600 山东聊城 600 5 清华紫光 江苏盐城 60 6 爱康 浙江湖州 2000 7 彩虹 浙江嘉兴 2000 8 通威 /微系统 所 /三峡资本 四川成都 1000 合计 7740 规划产能 （ MW ） 1 钧石 4 汉能 23 名称 地区 效率（ ） OR A Organic solventResin Ag powder A Additive agent 三、低温银浆基本构成及要求 当一个微观的运动粒子遇到一个高于自身动能势垒时，根据经典力 学理论，该粒子是不能穿过势垒的，但是量子力学却证明了该粒子 仍有一定的几率越过势垒，这种现象称为隧道效应。 在低温银浆中，银粉不能直接接触，电子依靠量子隧道效应从一个 银粉单位转移到另一个银粉单位，所以电导率比烧结型银浆低，银 粉之间的相对接触面积是影响银浆电导率的一个重要因素。银粉相 对接触面积越大，银浆体电阻降低 。 低温银浆基本导电原理 该理论应用到银浆中，在浆料中树脂固化收缩程度一定的情况下， 银粉在固化体系中的比例达到一定，银粉与银粉之间形成网络连 接，从而依靠隧道效应形成导电通道，电导率大幅增加，此时导 电填料的比例称为渗流阈值。此时导电浆料的导电能力没有方向 性，称为各向同性导电浆料。 低温银浆基本导电原理 *林涛 . 太阳能电池用低温固化银浆的制备及性能研究 [D].中南大学 ,2014. 银浆低温固化形成电极后电阻率要低；并且要 与 TCO层形成良好的接触，这样接触电阻会较 低， FF会更好； 电阻率 银浆低温固化形成电极后焊接能力要好，并且 拉力要达到 0.8N/mm以上；拉力 银浆的黏度相对合适，即可以保持良好的高宽 比，可持续印刷也不存在问题； 可持续 印刷 银浆低温固化形成电极后耐候性良好，满足组 件可靠性的要求。可靠性 异质结电池低温银浆基本要求 电阻率 拉力 可靠性 可持续印刷 银粉选择要求 片状与球状银粉配比； 粒径控制在合适范围内； 片状银粉的径厚比合适； 具有良好的分散性； 质量分数适中； 树脂选择要求 树脂的分子量合适； 树脂极性应大，有较好 的黏结性能； 树脂固化收缩率合适； 树脂的耐候性和抗老化 性能应强； 溶剂选择要求 溶剂的挥发速度应适中； 溶剂的挥发不宜集中在 较窄的温度范围，具有 一定的梯度挥发能力； 环氧树 脂体系 聚氨酯 体系 优点 聚氨酯耐候性和耐磨性非常优异；其机械性能可以根据分子量等配 方调整在一定范围变化；收缩性较高，电阻率会较低，并且可以通过特殊 工艺和添加剂使得电性能相对更好。 优点 环氧树脂粘结性能更优异；化学结构致密，机械强度高；耐热耐腐 蚀性更好；耐老化性更好，寿命更长，化学稳定性好；可以通过固化剂的 选择实现快速固化。 缺点 环氧树脂耐冲击损伤性能差，韧性差，固化后产物会很脆；除特殊 树脂外大部分环氧树脂的耐候性不好。 缺点 相对来说聚氨酯的耐水解性会差一些，特别是耐湿热性不好；耐强 极性溶剂和强酸介质性能会差一些；聚氨酯粘结力没有环氧体系高，毒性 也会大一些。 低温银浆树脂的选择 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 树脂种类以及混合树脂、固化剂种类、触变剂种类、特殊添 加剂种类、溶剂种类等选择。 一、原材料的选择 银粉含量 、 树脂含量 、 固化剂含量 、 溶剂含量 、 触变剂含量 、 助剂的添加量的选择 。 二、组分含量的选择 银浆制备工艺的选择及摸索改进；银浆固化工艺的选 择（固化时间及温度）和适配。 三、工艺的选择及改进 低温银浆研究思路 四、低温银浆性能测试 S p l i t s Uo c Isc Rs R s h FF Nc e l l I r e v 2 湿重 线宽 /线高 BL 0 . 1 3 7 / 0 . 1 9 0 6 6 - 7 2 / 1 5 - 1 9 H C2 3 9 0 0 . 0 3 - 0 . 0 0 0 0 3 - 4 5 . 8 2 2 8 0 . 0 1 0 . 0 7 - 0 . 0 0 0 4 0 . 1 3 3 / 0 . 1 8 1 6 3 - 6 8 / 1 5 - 2 0 项目 H C 2 3 9 BL 银含量 92.7 93 体电阻率 μΩ c m 6 6 黏度 P a s 192 184 固化温度℃ ≤ 200 ≤ 200 固化时间 m i n ≤ 30 ≤ 30 主栅拉力 N / m m ≥ 0.9 ≥ 1.0 银浆固化后较为紧密，孔隙率较小； 从剖面图看固化形成电极后与 TCO层接触良好。 低温银浆电阻率表征 电极从与 TCO层的接触界面脱落； X 焊接性能不好，从与焊带接触界面脱落； X 电极与 TCO层粘结良好，从银层中间破坏， TCO层 会残留银电极； √ 低温银浆拉力表征 低温银浆试样 63-68μm/15-20μm Baseline 66-72μm/15-19μm 360/14，线宽 45μm，膜厚 14μm的网板 低温银浆印刷性表征 电阻率进一步降低 拉力进一步提升以满足 MBB的需求 实现快速固化，缩短工艺时间 进一步降低成本 降低贮存要求，延长时间 五、低温银浆发展方向 地址苏州高新区昆仑山路 189号 2号楼 电话 0512-66806570