專利名稱：含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿及其制備方法，屬于太陽能電池導(dǎo)電漿料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能電池的導(dǎo)電銀漿由銀粉、玻璃粘合劑、有機(jī)溶劑等原材料按不同配比制備而成，其中銀粉作為導(dǎo)電介質(zhì)；玻璃粘合劑在高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔化，在銀粉和硅基底之間形成歐姆接觸；有機(jī)溶劑主要起分散和包裹的作用，將銀粉顆粒均勻的
包裹起來，使得導(dǎo)電銀漿中的銀粉不容易產(chǎn)生沉淀和氧化。目前太陽能電池導(dǎo)電銀漿所采用的玻璃粘結(jié)劑是一種Bi-Si-Pb玻璃混合粉末， 這種玻璃粉雖然具有軟化溫度低，電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是該體系含鉛比例較高，對環(huán)境的污染較大，不符合環(huán)保要求。在太陽能電池日益普及的情況下，含鉛太陽能電池導(dǎo)電銀漿的使用已受到限制，不久將逐漸淘汰，必須研制高導(dǎo)電性能的環(huán)保型導(dǎo)電銀漿，以滿足大規(guī)模太陽能電池生產(chǎn)需求。目前技術(shù)銀漿中的銀粉的含量高于70%以上，生產(chǎn)成本比較高，降低銀漿成本是銀漿是降低太陽能電池片成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也能夠讓太陽能電池更具有市場優(yōu)勢；另外在現(xiàn)有的銀漿中使用銀粉的粒徑基本上是一致的，這樣若銀粉粒徑過大，絲網(wǎng)印刷會出現(xiàn)裂紋，而且會增大接觸電阻，若銀粉粒徑過小，銀粉會出現(xiàn)團(tuán)聚問題，影響銀粉分布的均勻性，因此有必要對銀粉的粒徑進(jìn)行有效調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿及其制備方法，在滿足太陽能電池電性能的前提下，使太陽能電池符合國際市場對太陽能電池的環(huán)保型環(huán)保要求，同時(shí)降低銀漿生產(chǎn)成本，使太陽能電池更具有市場優(yōu)勢。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成，其兩部分組成原料的重量份為
A漿料
1-5“111銀粉45-50、30-6011111銀粉15-20、玻璃粉八10-15、有機(jī)載體A 15-20，所述的玻璃粉 A 由下列重量份的原料制成Bi203 20-30、SiO2 10-20、ZnO 5-10, Al2O3 5-8、Cu2O
2-5、ZrO2 2-5、MgO 1_3，所述的有機(jī)載體A由下列重量份的原料制成異丙醇30-40、環(huán)己酮15-20、乙二醇苯醚10-20、乙基纖維素5-10、草酸銀2_5、油酸酰胺O. 5_1、環(huán)氧化甘油三酸酯2-5、磷酸三酯2-5 ；
B漿料
30-60nm鋁粉5-10、30-60nm銅粉5_10、玻璃粉B 3_6、有機(jī)載體B 5-10,所述的玻璃粉 B 由下列重量份的原料制成Si02 1 0-20、B2O3 5-10、Bi2035_8、V2O5 2-5、Ba02_5、SnO21-5、AgO2 1-3，所述的有機(jī)載體B由下列重量份的原料制成異丙醇10-20、丙二醇單丁醚5-10、環(huán)己酮5-10、丁基卡必醇醋酸酯2-5、羥并集纖維素1-3、1，4-二羥基磺酸胺0. 5_1、乙稀基二( @ _甲氧基乙氧基)娃燒1_3。含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿的制備方法包括以下步驟
(1)玻璃粉A的制備
按配方配比稱取各原料，混合均勻后放于1000-130(TC高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫30-50 min，然后用去離水淬火后研磨，過200-300目篩，冷卻，再在600-700°C保溫5-6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到l_5ym玻璃粉，10-15 U m玻璃粉和20-25 y m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
按配方配比稱取各原料，混合均勻后放于1000-120(TC高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫30-40 min，然后用去離水淬火后研磨，過200-300目篩，冷卻，再在600-700°C保溫5-6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到1-5 u m玻璃粉和5-10 iim玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
按配方配比將異丙醇、環(huán)己酮、乙二醇苯醚混勻，在80-110°C下，依次加入乙基纖維素、草酸銀、油酸酰胺、環(huán)氧化甘油三酸酯、磷酸三酯溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
按配方配比將異丙醇、丙二醇單丁醚、環(huán)己酮混勻，在80-110°C下，依次加入丁基卡必醇醋酸酯、羥并集纖維素、1，4-二羥基磺酸胺、乙烯基三(￠-甲氧基乙氧基)硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(5)A漿料的制備
將步驟(I)所制得的不同粒徑的玻璃粉A加入步驟(3)所制得的有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 u m銀粉、30_60nm銀粉，混和2_3小時(shí)，得到A漿料；
(6)B漿料的制備
將步驟(2)所制得的不同粒徑的玻璃粉B加入步驟(4)所制得的有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入30-60nm鋁粉、30_60nm銅粉，混和2_3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為120-200Pa s，即得本發(fā)明太陽能電池正面銀漿。本發(fā)明的有益效果如下
1、本發(fā)明制備出來的銀漿中不含鉛，對人體和環(huán)境危害性小，完全符合環(huán)保要求；
2、本發(fā)明在銀漿中選用了同粒徑的銀粉與其它導(dǎo)電粒子填充銀粉間的間隙，提高了膜層的堆積密度，增加粒子間的接觸面積，降低了膜層的收縮力，從而提高了銀漿的導(dǎo)電能力；3、本發(fā)明制備出來的銀漿和硅片膨脹系數(shù)匹配性好，收縮小，成品率高，電阻小，不會形成氣孔，不會形成裂紋；
4、本發(fā)明在導(dǎo)電漿料中添加了銅粉和鋁粉能夠有助于降低銀漿生產(chǎn)成本，同時(shí)改善銀漿的導(dǎo)電性能，從而達(dá)到了降低太陽能電池制造成本的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例I
(1)玻璃粉A的制備
取以下重量份的原料=Bi2O3 20份、SiO2 15份、ZnO 5份、Al2O3 8份、Cu2O 5份、ZrO2 3份、MgO 3份，混合均勻后放于1050°C高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫40 min，然后用去離水淬火后研磨，過300目篩,冷卻,再在700°C保溫5小時(shí),然后,再用去離子水淬火,研磨,過不同目數(shù)的篩，分別收集得到5 u m玻璃粉，15um玻璃粉和20 y m玻璃粉，再分別用24%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
取以下重量份的原料=SiO2 15份、B2O3 10份、Bi2036份、V2O5 4份、Ba05份、SnO2 5份、AgO2 2份，混合均勻后放于1000°C高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫40 min，然后用去離水淬火后研磨，過300目篩，冷卻，再在700°C保溫6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到4 u m玻璃粉和8 u m玻璃粉，再分別用25%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
取以下重量份的原料異丙醇30份、環(huán)己酮20份、乙二醇苯醚20份、乙基纖維素8份、草酸銀4份、油酸酰胺0. 8份、環(huán)氧化甘油三酸酯3份、磷酸三酯3份，
按配方配比將異丙醇、環(huán)己酮、乙二醇苯醚混勻，在95°C下，依次加入乙基纖維素、草酸銀、油酸酰胺、環(huán)氧化甘油三酸酯、磷酸三酯溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
取以下重量份的原料異丙醇10份、丙二醇單丁醚10份、環(huán)己酮10份、丁基卡必醇醋酸酯3份、羥并集纖維素2份、I, 4- 二羥基磺酸胺0. 6份、乙烯基三(P -甲氧基乙氧基)硅燒2份，
按配方配比將異丙醇、丙二醇單丁醚、環(huán)己酮混勻，在90°C下，依次加入丁基卡必醇醋酸酯、羥并集纖維素、1，4-二羥基磺酸胺、乙烯基三(￠-甲氧基乙氧基)硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(5)A漿料的制備
取以下重量份的原料2iim銀粉45份、50nm銀粉20份、玻璃粉A 10份、有機(jī)載體A 15
份，
將玻璃粉A加入有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔30分鐘依次加入2 ii m銀粉、16 ii m銀粉，混和3小時(shí)，得到A漿料；
(6)B漿料的制備
取以下重量份的原料45nm鋁粉8份、50nm銅粉8份、玻璃粉B 5份、有機(jī)載體B 7份，將玻璃粉B加入有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30分鐘依次加入45nm鋁粉、50nm銅粉，混和3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為150Pa s，即得本發(fā)明太陽能電池正面銀漿。采用絲網(wǎng)印刷機(jī)將銀漿印刷于125mmX 125mm Si基板上，然后在180°C干燥，再在900°C進(jìn)行快速燒制電極引線，高溫?zé)Y(jié)后制成的電極引線表面銀白，光滑無缺陷，剝離強(qiáng)度10 N/cm,錫焊性能良好,方阻< 10 Siements/sq,制備的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率為19. 9%，，拉力測試結(jié)果為附著力>10N/mm2。實(shí)施例2
(1)玻璃粉A的制備
取以下重量份的原料=Bi2O3 30份、SiO2 20份、ZnO 6份、Al2O3 5份、Cu2O 4份、ZrO25份、MgO 3份，混合均勻后放于1000°C高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫40 min，然后用去離水淬火后研磨，過250目篩,冷卻,再在600 0C保溫6小時(shí),然后,再用去離子水淬火,研磨,過不同目數(shù)的篩，分別收集得到3 u m玻璃粉，14um玻璃粉和20 y m玻璃粉，再分別用20%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
取以下重量份的原料=SiO2 20份、B2O3 10份、Bi2035份、V2O5 4份、Ba03份、SnO2 2份、AgO2 3份，混合均勻后放于1100°C高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫40 min，然后用去離水淬火后研磨，過250目篩，冷卻，再在700°C保溫5小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到5 u m玻璃粉和8 u m玻璃粉，再分別用30%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
取以下重量份的原料異丙醇40份、環(huán)己酮15份、乙二醇苯醚15份、乙基纖維素10份、草酸銀5份、油酸酰胺0. 8份、環(huán)氧化甘油三酸酯3份、磷酸三酯5份，
按配方配比將異丙醇、環(huán)己酮、乙二醇苯醚混勻，在106°C下，依次加入乙基纖維素、草酸銀、油酸酰胺、環(huán)氧化甘油三酸酯、磷酸三酯溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
取以下重量份的原料異丙醇20份、丙二醇單丁醚8份、環(huán)己酮7份、丁基卡必醇醋酸酯4份、羥并集纖維素2份、I, 4- 二羥基磺酸胺0. 8份、乙烯基三(P -甲氧基乙氧基)硅烷I份，
按配方配比將異丙醇、丙二醇單丁醚、環(huán)己酮混勻，在98°C下，依次加入丁基卡必醇醋酸酯、羥并集纖維素、1，4-二羥基磺酸胺、乙烯基三(￠-甲氧基乙氧基)硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(5)A漿料的制備
取以下重量份的原料5iim銀粉50份、30nm銀粉20份、玻璃粉A 15份、有機(jī)載體A 20
份，
將玻璃粉A加入有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔40分鐘依次加入5 ii m銀粉、
18 ii m銀粉，混和3小時(shí)，得到A漿料；(6)B漿料的制備
取以下重量份的原料55nm鋁粉10份、32nm銅粉10份、玻璃粉B 5份、有機(jī)載體B 10
份，
將玻璃粉B加入有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔40分鐘依次加入55nm鋁粉、32nm銅粉，混和3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為ISOPa S，即得本發(fā)明太陽能電池正面銀漿。 采用絲網(wǎng)印刷機(jī)將銀漿印刷于125mmX 125mm Si基板上，然后在180°C干燥，再 在900°C進(jìn)行快速燒制電極引線，高溫?zé)Y(jié)后制成的電極引線表面銀白，光滑無缺陷，剝離強(qiáng)度10 N/cm,錫焊性能良好,方阻< 10 Siements/sq,制備的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率為21. 6%,,拉力測試結(jié)果為附著力>10N/mm2。
權(quán)利要求
1.一種含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿，其特征在于，其由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成，其兩部分組成原料的重量份為 A漿料 1-5“111銀粉45-50、30-6011111銀粉15-20、玻璃粉八10-15、有機(jī)載體A 15-20，所述的玻璃粉 A 由下列重量份的原料制成=Bi2O3 20-30、SiO2 10-20、ZnO 5-10, Al2O3 5-8、Cu2O2-5、ZrO2 2-5、MgO 1_3，所述的有機(jī)載體A由下列重量份的原料制成異丙醇30-40、環(huán)己酮15-20、乙二醇苯醚10-20、乙基纖維素5-10、草酸銀2_5、油酸酰胺O. 5_1、環(huán)氧化甘油三酸酯2-5、磷酸三酯2-5 ； B漿料 30-60nm鋁粉5-10、30-60nm銅粉5_10、玻璃粉B 3_6、有機(jī)載體B 5-10,所述的玻璃粉 B 由下列重量份的原料制成Si02 1 0-20、B2O3 5-10、Bi2035_8、V2O5 2-5、Ba02_5、SnO21-5、AgO2 1-3，所述的有機(jī)載體B由下列重量份的原料制成異丙醇10-20、丙二醇單丁醚5-10、環(huán)己酮5-10、丁基卡必醇醋酸酯2-5、羥并集纖維素1-3、1，4-二羥基磺酸胺O. 5_1、乙稀基二( β _甲氧基乙氧基)娃燒1_3。
2.一種如權(quán)利要求I所述的含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)玻璃粉A的制備 按配方配比稱取各原料，混合均勻后放于1000-130(TC高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫30-50 min，然后用去離水淬火后研磨，過200-300目篩，冷卻，再在600-700°C保溫5-6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到1-5μπι玻璃粉，10-15 μ m玻璃粉和20-25 μ m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用； (2)玻璃粉B的制備 按配方配比稱取各原料，混合均勻后放于1000-120(TC高溫馬孚爐中進(jìn)行燒結(jié)，保溫30-40 min，然后用去離水淬火后研磨，過200-300目篩，冷卻，再在600-700°C保溫5-6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過不同目數(shù)的篩，分別收集得到1-5 μ m玻璃粉和5-10 μ m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用； (3)有機(jī)載體A的制備 按配方配比將異丙醇、環(huán)己酮、乙二醇苯醚混勻，在80-110°C下，依次加入乙基纖維素、草酸銀、油酸酰胺、環(huán)氧化甘油三酸酯、磷酸三酯溶解，攪拌均勻即可； (4)有機(jī)載體B的制備 按配方配比將異丙醇、丙二醇單丁醚、環(huán)己酮混勻，在80-110°C下，依次加入丁基卡必醇醋酸酯、羥并集纖維素、1，4-二羥基磺酸胺、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷溶解，攪拌均勻即可； (5)A漿料的制備 將步驟(I)所制得的不同粒徑的玻璃粉A加入步驟(3)所制得的有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 μ m銀粉、30_60nm銀粉，混和2_3小時(shí)，得到A漿料；(6)B漿料的制備 將步驟(2)所制得的不同粒徑的玻璃粉B加入步驟(4)所制得的有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入30-60nm鋁粉、30_60nm銅粉，混和2_3小時(shí)，得到B漿料； (7)A漿料和B漿料的混合球磨 將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 μ m,調(diào)粘度，粘度為120-200Pa · s,即得本發(fā)明太陽能電池正面銀漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含納米級混合銀粉的太陽能電池正面銀漿及其制備方法，其由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成。本發(fā)明制備出來的銀漿中不含鉛，對人體和環(huán)境危害性小，完全符合環(huán)保要求；本發(fā)明在銀漿中選用了同粒徑的銀粉與其它導(dǎo)電粒子填充銀粉間的間隙，提高了膜層的堆積密度，增加粒子間的接觸面積，降低了膜層的收縮力，從而提高了銀漿的導(dǎo)電能力；本發(fā)明在導(dǎo)電漿料中添加了銅粉和鋁粉能夠有助于降低銀漿生產(chǎn)成本，同時(shí)改善銀漿的導(dǎo)電性能，從而達(dá)到了降低太陽能電池制造成本的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H01B1/16GK102831955SQ20121030467
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者郭萬東, 汪圣付, 袁藝琴, 孟祥法, 劉晶晶, 董培才 申請人:合肥中南光電有限公司