[發(fā)明專利]一種導(dǎo)電性封裝材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210015345.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102543486A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳邦威;李敬華;閆亞萌;丁慧玲;林紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島黑金熱工能源有限公司
• 主分類號(hào): H01G9/08
• 分類號(hào): H01G9/08;H01G9/20;H01M14/00;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于染料敏化太陽(yáng)能電池封裝領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種低熔點(diǎn)無(wú)鉛導(dǎo)電性封裝材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

染料敏化太陽(yáng)能電池是新一代的太陽(yáng)能電池，相對(duì)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池，其制備工藝簡(jiǎn)單、不需要高潔凈度的環(huán)境、成本低、透光性好、有良好的弱光性發(fā)電性能，具有很好的大規(guī)模應(yīng)用前景。?

由于染料敏化太陽(yáng)能電池采用光陽(yáng)極—電解液—對(duì)電極的三明治結(jié)構(gòu)，光陽(yáng)極是在導(dǎo)電玻璃上刷了二氧化鈦膜制備，對(duì)電極是在導(dǎo)電玻璃上刷了鉑膜，電解液是具有高揮發(fā)性高氧化性的液體。電池想要穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)化效率和長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命，就必須防止導(dǎo)電玻璃中電解液的揮發(fā)泄露。因此封裝問(wèn)題成為大面積染料敏化太陽(yáng)能電池應(yīng)用的重要影響因素，而電解液自身所具有的高揮發(fā)性高腐蝕性及電池的不同工作環(huán)境，使適合的封裝材料成為一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題。?

為了將染料敏化太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光生電流引出，需要在導(dǎo)電玻璃上涂膜導(dǎo)電銀漿。但是導(dǎo)電銀漿極易被液態(tài)電解液腐蝕，需要把銀漿保護(hù)起來(lái)，不僅制備工藝復(fù)雜而且減小了電池的有效面積，增加了成本。這就需要我們制備一種能起到封裝作用又有良好導(dǎo)電性能的封裝材料。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電性封裝材料及其制備方法，它可以彌補(bǔ)缺少一種既能起到封裝作用又具有良好導(dǎo)電性能的染料敏化太陽(yáng)能電池的封裝材料的不足。?

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，?

一種導(dǎo)電性封裝材料，由以下重量百分含量的組分組成：無(wú)鉛玻璃粉20-40%；金屬導(dǎo)電粉25-50%；有機(jī)樹(shù)脂2-10%；有機(jī)溶劑20-45%。

進(jìn)一步地，所述無(wú)鉛玻璃粉為無(wú)鉛磷酸鹽封裝玻璃粉，其組分的質(zhì)量百分比為：P₂O_5?30-50%，Al₂O₃?20-40%，ZO₂?0-10%，R₂O?10-30%，MO?0-10%，其中Z為Si、Ti、Zr中的一種或幾種；R為L(zhǎng)i、Na、K中的一種或幾種；M為Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中的一種或幾種。?

更進(jìn)一步地，所述無(wú)鉛玻璃粉的封裝溫度為450-550℃。該封裝玻璃粉的封裝溫度較低，其化學(xué)穩(wěn)定性好。?

本發(fā)明所述的導(dǎo)電性封裝材料，通過(guò)采用無(wú)機(jī)材料無(wú)鉛玻璃粉配合金屬導(dǎo)電粉，既能起到封裝作用，又能起到導(dǎo)電作用；由于鉛有毒性，而且含鉛的耐腐蝕性差，染料敏化太陽(yáng)能電池本身要求無(wú)毒、無(wú)污染、環(huán)保綠色，要求無(wú)鉛化，采用無(wú)鉛玻璃粉，使得制得的封裝材料耐腐蝕性好，而且無(wú)毒性；本發(fā)明提出了一種全新的理念，該漿料化學(xué)穩(wěn)定性良好、低溫、耐腐蝕且具有導(dǎo)電作用。?

進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)電粉由Ti、Al、Ni中的一種或幾種導(dǎo)電粉組成。?

再進(jìn)一步地，所述金屬導(dǎo)電粉由具有一定顆粒大小的球形粉和片狀粉組成，所述球形粉粒徑500nm-10um，所述片狀粉占金屬導(dǎo)電粉的重量百分含量為0-10%。?

通過(guò)一定比例的球形粉和片狀粉搭配的金屬導(dǎo)電粉，可以有效調(diào)節(jié)燒結(jié)過(guò)程中形成合金速率，有效改善了擴(kuò)散層的均勻性，提高了導(dǎo)電性能；所選取的金屬粉燒結(jié)后都不易被液態(tài)電解質(zhì)腐蝕。?

進(jìn)一步地，所述有機(jī)樹(shù)脂包括乙基纖維素、醋丁纖維素中的一種或兩種。?

進(jìn)一步地，所述有機(jī)溶劑采用松油醇、乙酰丙酮、丙二醇、丁醚、鄰苯二甲酸二乙酯中的一種或幾種。?

本發(fā)明選取的有機(jī)樹(shù)脂和有機(jī)溶劑，提高了漿料的保存時(shí)間，改善了漿料的粘度和流動(dòng)性。?

一種導(dǎo)電性封裝材料的制備方法，包括如下步驟：?

（1）配置混合料：按照如下配方配置，無(wú)鉛玻璃粉20-40%；金屬導(dǎo)電粉25-50%；有機(jī)樹(shù)脂2-10%；有機(jī)溶劑20-45%，并進(jìn)行精確稱量，混合后加入易揮發(fā)溶劑超聲分散，使混合料充分混合均勻；所述易揮發(fā)溶劑為乙醇、丙醇、乙酸乙酯；

（2）混合均勻的混合料加入旋蒸瓶?jī)?nèi)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，把步驟（1）中加入的溶劑蒸發(fā)掉；

（3）將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮的混合料在研磨機(jī)上研磨分散均勻，制得導(dǎo)電性封裝材料。

所述步驟（1）中加入的易揮發(fā)溶劑的質(zhì)量為混合料的3-5倍。通常加入的量能浸沒(méi)所述混合料。易揮發(fā)溶劑主要是為了把所有物料混合在一起，然后超聲分散。?