一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液及其制备方法和施工方法

摘要

本发明涉及一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液机器制备方法和施工方法，包含以下各组分及其质量百分比含量是：硝酸银溶液、牛油脂肪胺溶液、三乙醇胺溶液、甲醛溶液、羟丙基纤维素溶液以及碱溶胀类增稠触变剂；制备时将个成分混合搅拌，即得到溶液为成品；施工时将成品的溶液置于喷墨打印机的墨盒上，将使用的图案设计输入电脑作为打印的图案，将此图案喷印在晶硅太阳能电池的正面，烘干烧结后即形成线宽为25μm的导电线路；使电池片的受光面积增大，同时增大了短路电流，提高转换效率。

说明书

技术领域

本发明是一种用于晶硅太阳能电池的正银导电线路的纳米导电银溶液机器制备方法和施工方法。

背景技术

目前晶硅太阳能电池（包括多晶硅和单晶硅太阳能电池）正面的电极（即导电线路）采用银浆的丝印方式，印刷到正面形成一个网状互联互通的导电线路图形，将电池片上的光生电子收集起来，导向外界设备。这些导电线路是会将电池片上的受光面积减少，所以业界是一直致力于缩小导电线路的宽度，即减少银的用量，也可以增加电池片正面的受光面积，节约成本增加发电量，就是业界的技术革新的目标。

目前已经做到线宽实际测量值为50—55μm的宽度了，这被认为是丝网印刷技术的最精密线条了，再缩小至40—50μm或更小已经被认为是无法实施了。

发明内容

本发明改变以往的传统丝网印刷正面银线工艺，改成用喷墨打印工艺，将纳米银溶液打印在晶硅太阳能电池的正面，再经过烧结形成导电线路，制得更加精细（最小可达25μm线宽）的导电线路；使电池片的受光面积增大，同时增大了短路电流，提高转换效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液，其特征是，包含以下各组分及其质量百分比含量是：

硝酸银溶液20-60%；

牛油脂肪胺溶液1-10%；

三乙醇胺溶液0.5-6%；

甲醛溶液10-40%；

羟丙基纤维素溶液1-10%；

碱溶胀类增稠触变剂0.1-3%。

本发明另一目的是提供一种制备用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液的方法，其特征是，包括如下步骤：首先对恒温在5℃的硝酸银溶液用浆式搅拌机进行搅拌，搅拌速度为30转/min，在搅拌状态下，加入牛油脂肪胺，再加入三乙醇胺溶液作为稀释液，使整个溶液的PH值达到7.8为止，再加入甲醛溶液，进行对银的氧化还原反应，使得溶液呈透明状；最后，加入羟丙基纤维素溶液搅拌，搅拌速度为800转/min，再将碱溶胀类增稠触变剂加入到溶液中，此时溶液为成品。

所述硝酸银溶液的制备方法是：采用硝酸银以10%的比例与去水离子水90%的质量份比例混合后，放在恒温5℃的容器或制冷保持5℃的溶液温度下，使用桨式搅拌器搅拌转速为30转/min，制得硝酸银溶液。

所述牛油脂肪胺溶液的制备方法是：采用牛油脂肪胺100%有效成分的单品，按80℃加热去离子水，将加热后的去离子水与牛油脂肪胺按1：1的比例混合溶解后，制得牛油脂肪胺溶液，在5℃保温箱中保存。

所述三乙醇胺溶液的制备方法是：采用三乙醇胺99%有效成分的单品，取用40%质量份的三乙醇胺与60%去离子水混合，置于5℃的保温箱中存放2小时后，制得三乙醇胺溶液。

所述甲醛溶液的制备方法是：按质量百分比80%甲醛与20%的去离子水混合后，制得甲醛溶液，置于5℃低温下保存。

所述羟丙基纤维素溶液的制备方法是：取10%的羟丙基纤维素与90%的去离子水，将去离子水放入容器中，在盘式搅拌机中搅拌，搅拌速度为200转/min，加入羟丙基纤维素，加入后加热至50℃，溶解完全后称量去离子水因加热而挥发的数量，再补充去离子水至原来的数量比例，得到羟丙基纤维素溶液，然后取出冷却至5℃保存。

本发明另一目的是提供一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液的施工方法，其特征是，首先将上述制备的导电银溶液置于喷墨打印机的墨盒上，将使用的图案设计输入电脑作为打印的图案，设计线宽为25μm，120根细栅线，三根线宽500μm的主栅线，将此图案喷印在晶硅太阳能电池的正面，烘干烧结后即形成导电线路。

本发明的有益效果是：

本发明改变以往的传统丝网印刷正面银线工艺，改成用喷墨打印工艺，将纳米银溶液打印在晶硅太阳能电池的正面，再经过烧结形成导电线路，制得更加精细（最小可达25μm线宽）的导电线路。使电池片的受光面积增大，同时增大了短路电流，提高转换效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液，包含以下各组分及其质量百分比含量是：

硝酸银溶液45%；

牛油脂肪胺溶液2%；

三乙醇胺溶液1%；

甲醛溶液40%；

羟丙基纤维素溶液10%；

碱溶胀类增稠触变剂2%。

本发明另一目的是提供一种制备用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液的方法，包括如下步骤：首先对恒温在5℃的硝酸银溶液用浆式搅拌机进行搅拌，搅拌速度为30转/min，在搅拌状态下，加入牛油脂肪胺，再加入三乙醇胺溶液作为稀释液，使整个溶液的PH值达到7.8为止，再缓慢滴加入甲醛溶液，进行对银的氧化还原反应，生成阴粒子，使得溶液呈透明状（因为在低温和分散剂保护下还原出来的银粒子为纳米级透明溶液，只有形成纳米级才是透明体）；最后，加入羟丙基纤维素溶液搅拌，搅拌速度为800转/min，再将碱溶胀类增稠触变剂加入到溶液中，因整体溶液的PH值为弱碱性的7.8数值，加入此类增稠触变剂后就会使溶液变成粘稠但触变性强的溶液成品，内含银为30%—60％，适用于喷墨打印机印刷精细线路。

所述硝酸银溶液的制备方法是：采用硝酸银以10%的比例与去水离子水90%的质量份比例混合后，放在恒温5℃的容器或制冷保持5℃的溶液温度下，使用桨式搅拌器搅拌转速为30转/min，制得硝酸银溶液。

所述牛油脂肪胺溶液的制备方法是：采用牛油脂肪胺100%有效成分的单品，按80℃加热去离子水，将加热后的去离子水与牛油脂肪胺按1：1的比例混合溶解后，制得牛油脂肪胺溶液，在5℃保温箱中保存。

所述三乙醇胺溶液的制备方法是：采用三乙醇胺99%有效成分的单品，取用40%质量份的三乙醇胺与60%去离子水混合，置于5℃的保温箱中存放2小时后，制得三乙醇胺溶液。

所述甲醛溶液的制备方法是：按质量百分比80%甲醛与20%的去离子水混合后，制得甲醛溶液，置于5℃低温下保存。

所述羟丙基纤维素溶液的制备方法是：取10%的羟丙基纤维素与90%的去离子水，将去离子水放入容器中，在盘式搅拌机中搅拌，搅拌速度为200转/min，加入羟丙基纤维素，加入后加热至50℃，溶解完全后称量去离子水因加热而挥发的数量，再补充去离子水至原来的数量比例，得到羟丙基纤维素溶液，然后取出冷却至5℃保存。

本发明另一目的是提供一种用于导电线路的喷墨打印透明纳米导电银溶液的施工方法，其特征是，首先将上述制备的导电银溶液置于喷墨打印机的墨盒上，将使用的图案设计输入电脑作为打印的图案，设计线宽为25μm，120根细栅线，三根线宽500μm的主栅线，将此图案喷印在晶硅太阳能电池的正面，烘干烧结后即形成导电线路。

制备出能适应喷墨打印机印刷的纳米导电银溶液是本发明的关键技术，选用现有成熟的打印技术设备和工艺，即将用于微晶石陶瓷打印的打印机和设备用于太阳能电池喷墨打印导电线路。使用此方法能最精密地制造出25μm宽的导电银线，增加受光面积，增大短路电流，从而提高转换效率。

以上所述的具体实施例，仅为本发明较佳的实施例而已，举凡依发明申请专利范围所做的等同设计，均应为本发明的技术所涵盖。