1.本发明涉及电子材料领域，具体涉及一种低银填充量导电胶的制备方法。


背景技术：

2.随着人类社会的不断发展，人们对于能源的需求越来越大。太阳能作为一种绿色无污染的可再生能源，储量巨大，获取方便，近些年来备受人们关注，光伏发电是人类利用太阳能最直接的方式之一。
3.单块儿电池的发电量很小，因此需要将电池片并联或者串联制作成组件，才能获得足够的电流，给我们利用。传统组件是使用锡铅焊带对电池片进行连接，并传输电流。但是焊带也有着许多局限性，例如制约了硅片厚度，遮挡电池片造成发电量下降，发生金属腐蚀等。
4.叠瓦技术通过使用导电胶代替焊带，避免焊带遮挡，有效降低内阻，有助于组件功率提升；光伏组件主要在室外，考虑到存在被氧化与被腐蚀性可能性，一般采用银作为导电胶粘剂的填料，但是银粉的成本较高。


技术实现要素：

5.本发明提供一种低银填充量导电胶的制备方法，包括如下步骤：1）对导电填料片状银粉进行热处理；2）将经过步骤1）热处理的银粉加入表面改性剂溶液中，进行表面改性处理，分散，超声，抽滤，洗涤干燥，得到表面改性银粉；3）以有机硅树脂为基础树脂，加入添加剂混合分散均匀，再加入步骤2）所得的表面改性银粉，混合均匀，制得银粉填充量为55%～65%的导电胶。
6.优选的，步骤1）中，热处理为：将片状银粉置于真空干燥箱中，于150～170℃保温6～8h，保温结束后，在干燥箱中自然降温。
7.优选的，步骤2）中，表面改性剂溶液包含：85～95质量份乙醇溶液，1～9质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，1～6质量份稀硝酸。
8.优选的，步骤2）中，乙醇溶液的浓度为85%～95%。
9.优选的，步骤2）中，使用甲苯洗涤。
10.优选的，步骤3）中，有机硅树脂选用甲基乙烯基液体硅橡胶与含氢液体硅树脂。
11.优选的，步骤3）中，添加剂选自抑制剂、稀释剂、催化剂中的一种或几种。
12.优选的，步骤3）中，抑制剂所用乙炔基环己醇，稀释剂选用脱芳烃溶剂油，催化剂选用铂金催化剂。
13.优选的，步骤1）中，片状银粉的用量为55～65质量份。
14.优选的，步骤3）中，甲基乙烯基液体硅橡胶的用量为15～25质量份，含氢液体硅树脂的用量为10～20质量份，抑制剂乙炔基环己醇的用量为0.1～0.3质量份，稀释剂脱芳烃溶剂油的用量为5～7质量份，铂金催化剂的用量为0.2～0.5质量份。
15.本发明的优点和有益效果在于：提供一种低银填充量导电胶的制备方法，通过对片状银粉进行热处理，实现对片状银粉在高能球磨制备过程中产生的晶格缺陷进行减少和消除，改善银粉微观结构，使银粉在导电胶中形成更好的搭接通路；并在热处理完成后，对银粉表面进行改性，改善银粉分散性以及无机有机界面相溶性，提升导电胶的粘接性能；在低银填充量的前提下，保证导电胶具有优异的导电性和可靠的粘接力。
16.工业上一般通过化学还原法制备球状银粉，再通过机械球磨法得到片状银粉，通过高能磨球对球状银粉的撞击及磨压等产生剧烈塑性变形制得的片状银粉，往往会伴随有材料微观结构与组织的改变，如产生晶格畸变、位错、孪晶以及孔洞等缺陷。这些缺陷对于运动的电子具有很强的散射作用，导致银粉本征电阻的增大，直接影响到采用银粉所制备的导电膜层的导电性能。
17.本发明对片状银粉进行热处理，可以使得银粉进行再结，晶晶粒尺寸和结晶度增大；而且，球磨工艺中强烈塑性形变产生的残余应力和应变在热处理过程中得到消除，晶格畸变减小；还可以减少球磨产生的位错、孪晶等晶体缺陷，并释放片状银粉的畸变，使其处于更稳定的结构形式和能量状态，有效提升了片状银粉的导电性，进而可以下降导电胶的银粉填充量。
18.此外，在降低了银粉填充量以后，为了防止导电胶力学性能下降，本发明对热处理后的银粉进行表面改性，改善银粉的分散性以及无机有机界面相溶性，提升导电胶的粘接性能；在低银填充量的前提下，保证导电胶具有优异的导电性和可靠的粘接力。
19.步骤2）中所用的乙醇溶液可以分散银粉，并溶解偶联剂，使银粉与改性剂接触更加充分；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为一种偶联剂，水解以后，以化学键合的方式结合在银粉表面，形成有机包覆层，改善银粉在树脂中的分散性，促进无机有机界面相溶性，从而提升导电胶的粘接性能；稀硝酸能调节体系ph至一定，使偶联剂发生水解。
20.步骤2）中采用甲苯洗涤，可以去除表面改性溶液中剩余的未枝接上的有机物残留。
21.步骤3）中所用的甲基乙烯基液体硅橡胶，可以作为加成型液体硅橡胶的基础聚合物；含氢液体硅树脂，可以作为加成型液体硅橡胶的交联剂；采用抑制剂乙炔基环己醇，主要因为低温条件下抑制剂乙炔基环己醇可以和铂催化剂中的铂原子形成配位键，阻止零价铂对硅乙烯基（si-vi）和硅氢基（si-h）发生加成反应，使得胶料在室温条件下可以长时间放置；稀释剂脱芳烃溶剂油，可以作为稀释剂，降低体系粘度，使银粉能较好的分散在基体树脂中，同时在银粉和胶层及被粘接物间形成良好的导电接触；采用铂金催化剂，主要因为加成型液体硅橡胶的固化反应，是在铂的络合物催化作用下完成的，受热可以快速固化。
22.本发明制备的导电胶，既满足了叠瓦组件要求的导电性能和力学性能，又降低了银粉用量，有效降低了成本，有助于叠瓦组件的推广和应用。
具体实施方式
23.下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
24.本发明提供一种低银填充量导电胶的制备方法，包括如下步骤：1）将55～65质量份片状银粉置于真空干燥箱中，于150～170℃保温6～8h，保温结
束后，在干燥箱中自然降温；2）将经过步骤1）热处理的银粉加入100～120质量份乙醇溶液中，乙醇溶液的浓度为85%～95%，乙醇溶液中还含有1～9质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，再滴加1～6质量份稀硝酸，保温30～50℃，超声分散，并进行机械搅拌，0.3～0.5h以后，对反应物进行抽滤，然后使用甲苯洗涤，进行真空干燥，真空干燥的时间为12～24h，温度为50～70℃，得到表面改性银粉；3）将15～25质量份甲基乙烯基液体硅橡胶、10～20质量份含氢液体硅树脂、0.1～0.3质量份抑制剂乙炔基环己醇、5～7质量份稀释剂脱芳烃溶剂油，0.2～0.5质量份铂金催化剂于常温下混合均匀混合均匀，再加入步骤2）所得的表面改性银粉，充分搅拌混合均匀后，真空脱泡，制得银粉填充量为55%～65%的导电胶。
25.本发明通过对片状银粉进行热处理，实现对片状银粉在高能球磨制备过程中产生的晶格缺陷进行减少和消除，改善银粉微观结构，使银粉在导电胶中形成更好的搭接通路；并在热处理完成后，对银粉表面进行改性，改善银粉分散性以及无机有机界面相溶性，提升导电胶的粘接性能；在低银填充量的前提下，保证导电胶具有优异的导电性和可靠的粘接力。
26.本发明的具体实施例如下：实施例11）将60质量份片状银粉置于真空干燥箱中，于170℃保温6h，保温结束后，在干燥箱中自然降温；2）将经过步骤1）热处理的银粉加入110质量份乙醇溶液中，乙醇溶液的浓度为92%，乙醇溶液中还含有5质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，再滴加3质量份稀硝酸，保温40℃，超声分散，并进行机械搅拌，0.5h以后，对反应物进行抽滤，然后使用甲苯洗涤，进行真空干燥，真空干燥的时间为24h，温度为60℃，得到表面改性银粉；3）将22质量份甲基乙烯基液体硅橡胶、11质量份含氢液体硅树脂、0.2质量份抑制剂乙炔基环己醇、6.5质量份稀释剂脱芳烃溶剂油，0.3质量份铂金催化剂于常温下混合均匀混合均匀，再加入步骤2）所得的表面改性银粉，充分搅拌混合均匀后，真空脱泡，制得银粉填充量为60%的导电胶。
27.实施例1制得的导电胶，其性能如下：固化条件为170℃固化10min，体积电阻率为8
×
10-4
ω
·
cm，剪切强度为4.4 mpa。
28.实施例21）将65质量份片状银粉置于真空干燥箱中，于150℃保温8h，保温结束后，在干燥箱中自然降温；2）将经过步骤1）热处理的银粉加入120质量份乙醇溶液中，乙醇溶液的浓度为91%，乙醇溶液中还含有7质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，再滴加2质量份稀硝酸，保温50℃，超声分散，并进行机械搅拌，0.3h以后，对反应物进行抽滤，然后使用甲苯洗涤，进行真空干燥，真空干燥的时间为15h，温度为70℃，得到表面改性银粉；3）将20质量份甲基乙烯基液体硅橡胶、9.7质量份含氢液体硅树脂、0.1质量份抑制剂乙炔基环己醇、5质量份稀释剂脱芳烃溶剂油，0.2质量份铂金催化剂于常温下混合均匀混合均匀，再加入步骤2）所得的表面改性银粉，充分搅拌混合均匀后，真空脱泡，制得银
粉填充量为65%的导电胶。
29.实施例2制得的导电胶，其性能如下：固化条件为170℃固化10min，体积电阻率为6.8
×
10-4
ω
·
cm，剪切强度为7.5mpa。
30.实施例31）将55质量份片状银粉置于真空干燥箱中，于160℃保温6h，保温结束后，在干燥箱中自然降温；2）将经过步骤1）热处理的银粉加入100质量份乙醇溶液中，乙醇溶液的浓度为95%，乙醇溶液中还含有3质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，再滴加2质量份稀硝酸，保温50℃，超声分散，并进行机械搅拌，0.2h以后，对反应物进行抽滤，然后使用甲苯洗涤，进行真空干燥，真空干燥的时间为20h，温度为60℃，得到表面改性银粉；3）将25质量份甲基乙烯基液体硅橡胶、12.5质量份含氢液体硅树脂、0.1质量份抑制剂乙炔基环己醇、7质量份稀释剂脱芳烃溶剂油，0.4质量份铂金催化剂于常温下混合均匀混合均匀，再加入步骤2）所得的表面改性银粉，充分搅拌混合均匀后，真空脱泡，制得银粉填充量为55%的导电胶。
31.实施例3制得的导电胶，其性能如下：固化条件为170℃固化10min，体积电阻率为1.2
×
10-3
ω
·
cm，剪切强度为2.8mpa。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。