晶体硅太阳能电池低单耗主栅银浆有机载体研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.课题研究的现状及发展趋势

晶硅太阳能电池是目前应用范围最广，制备工艺最成熟的光伏电池。晶硅太阳能电池用正面银浆主要由有机载体、银粉和玻璃粉组成。在国家政策的引导下，我国光伏行业发展迅速，浆料质量不断提高，但国产导电银浆在印刷性与稳定性方面与国外产品存在一定差距，产业应用过程中高端银浆依赖于进口，这就降低了国内相关从业者的经济效益。因此，如何提高银浆的印刷性与稳定性成为了科研者们迫切需要解决的问题。主栅银浆的发展趋势之一是改善有机体系的组成，通过研究不同种类树脂，溶剂与助剂的性能特性，制备出性能良好的有机载体，使导电银浆具有优秀的层次挥发特性，优良的触变性，可以达到快速印刷和保持形貌的基本要求。主栅银浆主要由有机载体，玻璃粉和银粉组成，其中，有机载体成分复杂，通常由树脂、有机溶剂、增塑剂、表面活性剂、触变剂、偶联剂等组成，从而决定着银浆的印刷性与稳定性。正面银浆是在镀有 sin_x膜的硅片上通过丝网印刷形成一定图形的栅线，并经过烘干、烧结等工序制备成正银电极。正银电极的结构在一定程度上决定着电池片的光电性能和稳定性。导电浆料作为晶硅太阳能电池的重要原料，对电池的光电转换效率和发电成本有很大影响。晶硅太阳能电池导电浆料根据其用途与印刷部位的不同分为正面银浆、背面银浆以及背面铝浆。这三种导电浆料均由导电相、有机载体以及无机粘结相构成。有机载体影响着导电浆料的粘度、挥发性和触变性等性能。通过对不同配比有机载体的粘度、挥发性和触变性进行系统研究，制得符合太阳能电池浆料使用要求的有机载体。国内关于银浆有机体系的改善有着一定的研究，加深了研究者对有机体系的认知与理解。张君启等研究了不同配比与种类的溶剂组成的有机载体对银浆挥发特性的影响。甘卫平等研究了浆料中有机载体含量对浆料栅线的致密性与空洞率的影响。郝晓光等研究了有机载体对银浆流体力学的影响。董弋等研究了结合银浆中铝浆载体中溶剂的成分优化，选择用丙二醇甲醚醋酸酯代替松油醇，用邻苯二甲酸二丁酯代替乙酰柠檬酸三丁酯，以此作为银浆有机载体用溶剂体系，还研究触变剂与增稠剂的配比以及不同添加剂对载体粘度的影响。彭帅等人采用乙基纤维素作为增稠剂，考察了不同种类的乙基纤维素对正面浆的高宽比、焊接拉力、印刷性和光电性能的影响，并选用合适的乙基纤维素种类制得了一种高宽比大、 印刷性好、焊接拉力高、光电性能较优的正面银浆，为研究正面银浆的印刷性能、光电性能和稳定性提供相关的实验数据参考。王静等人以二甲基硅油和改性二甲基硅油作为脱模剂，制备硅基太阳电池正面银浆，探讨两种不同脱模剂对银浆的流变、印刷、接触电阻等性能的影响。结果表明:添加脱模剂能有效提高浆料的印刷性能,壁面滑移速率提高；改性二甲基硅油相比二甲基硅油可降低浆料的黏度，提升印刷性能；但存在栅线过宽问题，将两者相结合可制备印刷性良好、栅线高宽比优、电性能良好的正面银浆。

2. 研究内容和问题

基本内容：主栅银浆的发展趋势之一是改善有机体系的组成，通过研究不同种类树脂，溶剂与助剂的性能特性，制备出性能良好的有机载体，使导电银浆具有优秀的层次挥发特性，优良的触变性，可以达到快速印刷和保持形貌的基本要求。主栅银浆主要由有机载体，玻璃粉和银粉组成，其中，有机载体成分复杂，通常由树脂、有机溶剂、增塑剂、表面活性剂、触变剂、偶联剂等组成，从而决定着银浆的印刷性与稳定性。

解决问题：探究有机载体和主栅银浆印刷性的关系；探究银浆有机载体各组分特性，影响浆料流变特性的机理；树脂、有机溶剂、增塑剂、表面活性剂、触变剂、偶联剂等对银浆的印刷性与稳定性的影响机理。

3. 设计方案和技术路线

研究方法：通过查找相关文献，归纳总结出不同有机载体的主栅银浆的流变影响，通过正交实验，设计实验研究所用银浆的长期印刷性与有机载体流变特性之间的关系。

技术路线：通过查找相关文献，归纳总结出不同有机载体的主栅银浆的流变影响，通过正交实验，设计实验研究所用银浆的长期印刷性与有机载体流变特性之间的关系。

4. 研究的条件和基础

1、已经学习高分子材料加工工艺学、聚合物流变学、高分子材料加工原理、材料科学基础、文献检索的相关课程，具有查阅相关文献的基础;2、熟练准确查找相关资料的能力。具备完成该课题的基本条件。

3、熟悉各种实验操作设备，具有实验能力及分析实验结果的能力。