低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬太陽(yáng)能電池漿料領(lǐng)域，具體涉及一種用于高方阻太陽(yáng)能漿料的玻璃粉及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。在半導(dǎo)體的P-N結(jié)上入射 的合適波長(zhǎng)的輻射充當(dāng)在該半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴-電子對(duì)的外部能量源。由于P-N結(jié)處存在 電勢(shì)差，空穴和電子以相反的方向跨過(guò)該結(jié)移動(dòng)。電子移動(dòng)到負(fù)極觸點(diǎn)，空穴移動(dòng)到正極觸 點(diǎn)，從而產(chǎn)生能向外部電路輸送電力的電流。太陽(yáng)能電池的電極觸點(diǎn)對(duì)于電池的性能很重 要。
[0003] 太陽(yáng)能電池正面銀漿是制作光電太陽(yáng)能電池重要的基礎(chǔ)材料，用于制作晶體硅太 陽(yáng)能電池的正面電極。太陽(yáng)能電池正面銀漿的組成由玻璃粉、銀粉、有機(jī)載體、無(wú)機(jī)添加劑、 有機(jī)添加劑；其中玻璃粉主要作用是燒穿絕緣的氮化硅減反膜、幫助形成Ag/Si歐姆接觸、 提供附著力；銀粉主要作用是使銀粉燒結(jié)致密化，形成低的柵線電阻，提供好的導(dǎo)電電極； 有機(jī)載體主要作用是粉體間的潤(rùn)濕、印刷性、外觀、高寬比；無(wú)機(jī)添加劑與有機(jī)添加劑主要 用于改性與漿料性能的改善。
[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，為了提高轉(zhuǎn)換效率與降低表面復(fù)合，各電池廠商紛紛采用電池 片的淺結(jié)技術(shù)。淺結(jié)是指太陽(yáng)能電池P-N結(jié)結(jié)深小于0.3ym，利用淺結(jié)可以顯著降低太 陽(yáng)能電池片表面的少數(shù)載流子復(fù)合速度，提高短波段的光譜響應(yīng)。但在燒結(jié)時(shí)由于P-N結(jié) 很淺，很容易燒穿，這就要求漿料有較寬的燒結(jié)窗口與合適的腐蝕速率，而影響燒結(jié)窗口與 腐蝕速率主要取決于正銀漿料中玻璃粉的特性：玻璃粉要在不同溫度區(qū)間有不同的腐蝕速 率、耐腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、同時(shí)對(duì)溫度不敏感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉及其制備方 法，能夠很好解決高方阻太陽(yáng)能電池正銀漿料對(duì)燒結(jié)窗口的功能需求。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉，該玻璃粉的原料由下述組分及其重量百分比構(gòu) 成：TeO2:30-80 %、PbO:0-5、Bi203:l-20%、ZnO:0-50 %、表面活性金屬氧化物：1-10 %、 Al2O3:0-3 %、ZrO2:0-2 %、R20:0-4 %、MgO: 0-2 %、P2O5:0-3 %、B2O3:0-25 %、BiF3:0-3 %、 Er2O3:0-2 %、La2O3:0-2 % 和CeO2:0-2 % ;
[0008] 其中，所述表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Nb或n的金屬氧化物 中的至少一種；所述R2O為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種。
[0009] 上述低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉的制備方法，按下述步驟進(jìn)行：
[0010] 一、將全部原料進(jìn)行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑；
[0011]二、將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備并且采用二段加熱：
[0012] 第一段：直接將加熱設(shè)備內(nèi)部升溫至850°C-1000°c后，再將步驟一制得的混合物 放入加熱設(shè)備中溶制80分鐘；
[0013] 第二段：在950°C-1200°c的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔 液；
[0014] 三、將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻 璃顆粒在60°C-80°C烘箱內(nèi)干燥；
[0015] 四、將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進(jìn)行濕法研磨：在球磨機(jī)中球磨；
[0016] 五、將步驟四濕法研磨后制得的玻璃粉溶液進(jìn)行過(guò)篩取出鋯球，得到玻璃粉溶 液；
[0017] 六、將步驟五制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時(shí)，即制得低鉛太陽(yáng) 能銀漿玻璃粉。
[0018] 其中，步驟二中所述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得 的混合物放入鉑金坩堝中，在升到溶制溫度后再將坩堝放入高溫箱式爐中。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉具有合適的腐蝕速率、耐 腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，特別是在低溫時(shí)有充分的流動(dòng)性與腐蝕性，并 充分與氮化硅反應(yīng)，高溫時(shí)能保持足夠長(zhǎng)的耐高溫與耐腐蝕性，該玻璃粉還具有較高的折 射率與光的吸收率，并且有明顯的半導(dǎo)體特性及低的皇勢(shì)高度。使用本發(fā)明玻璃粉制備的 漿料經(jīng)燒結(jié)測(cè)試后具有更低的接觸電阻、高的拉力、高的填充、寬的燒結(jié)窗口以及與國(guó)外漿 料持平的電性能特性。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例：本發(fā)明實(shí)施例1-7的低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉的原料配比詳見(jiàn)下表1:
[0021] 表1(單位：重量百分比，％ ):
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的原料由下述組分及其重 量百分比構(gòu)成：Te0 2:30-80 %、PbO: 0-5、Bi2O3:1-20%、ZnO: 0-50%、表面活性金屬氧化 物：1-10%、Al203:0-3 %、Zr02:0-2%、R20:0-4%、Mg0:0-2%、P20 5:0-3 %、B203:0-25 %、 BiF3:0-3 %、Er2O3:0-2 %、La2O3:0-2 %和 CeO2:0-2 % ; 其中，所述表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Nb或Tl的金屬氧化物中的 至少一種；所述R2O為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種。
2. -種如權(quán)利要求1所述的低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉的制備方法，其特征在于，按下述 步驟進(jìn)行： 一、 將全部原料進(jìn)行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑； 二、 將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備并且采用二段加熱： 第一段：直接將加熱設(shè)備內(nèi)部升溫至850°C -1000°C后，再將步驟一制得的混合物放入 加熱設(shè)備中溶制80分鐘； 第二段：在950°C -1200°C的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔液； 三、 將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻璃顆 粒在60 °C -80 °C烘箱內(nèi)干燥； 四、 將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進(jìn)行濕法研磨：在球磨機(jī)中球磨； 五、 將步驟四濕法研磨后制得的玻璃粉溶液進(jìn)行過(guò)篩取出鋯球，得到玻璃粉溶液； 六、 將步驟五制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時(shí)，即制得低鉛太陽(yáng)能銀 漿玻璃粉。
3. 如權(quán)利要求2所述的低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉的制備方法，其特征在于，步驟二中所 述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得的混合物放入鉑金坩堝中， 在升到溶制溫度后再將坩堝放入高溫箱式爐中。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低鉛太陽(yáng)能銀漿玻璃粉，其原料由下述組分及其重量百分比構(gòu)成：TeO2:30-80％、PbO:0-5、Bi2O3:1-20％、ZnO:0-50％、表面活性金屬氧化物:1-10％、Al2O3:0-3％、ZrO2:0-2％、R2O:0-4％、MgO:0-2％、P2O5:0-3％、B2O3:0-25％、BiF3:0-3％、Er2O3:0-2％、La2O3:0-2％和CeO2:0-2％；表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Nb或Tl的金屬氧化物中的至少一種；R2O為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種。該玻璃粉具有合適的腐蝕速率、耐腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，特別是在低溫時(shí)有充分的流動(dòng)性與腐蝕性，并充分與氮化硅反應(yīng)，高溫時(shí)能保持足夠長(zhǎng)的耐高溫與耐腐蝕性，該玻璃粉還具有較高的折射率與光的吸收率，并且有明顯的半導(dǎo)體特性及低的壘勢(shì)高度，能夠很好解決高方阻太陽(yáng)能電池正銀漿料對(duì)燒結(jié)窗口的功能需求。
【IPC分類】C03C12-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104876448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510197290
【發(fā)明人】白海贊, 楊晶, 李廣龍
【申請(qǐng)人】江蘇歐耐爾新型材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月23日