一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，該漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為：銀粉70~90%、玻璃粉1~3%、溶劑5~15%、有機(jī)粘結(jié)劑3~10%和燒結(jié)促進(jìn)劑0.01~2%；其中銀粉為球形，粒徑不大于5μm，優(yōu)選粒徑為1~3μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該漿料采用了銠、釕或銥單質(zhì)或含銠、釕或銥化合物作為燒結(jié)促進(jìn)劑，該燒結(jié)促進(jìn)劑可有效抑制銀粉在高溫下發(fā)生過(guò)度燒結(jié)，阻止了銀的結(jié)晶體向結(jié)區(qū)的擴(kuò)散，防止了旁路結(jié)的產(chǎn)生，提高了電池片的成品率。該漿料的燒結(jié)溫度為800~900℃，以15μm的燒成后厚度為例，其導(dǎo)電率為<2mΩ/sq，具有優(yōu)良的可焊性，銀層（2×2mm2）和硅基板之間的附著力可達(dá)3N以上。
【專利說(shuō)明】—種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銀漿，具體涉及一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料。
【背景技術(shù)】
[0002]燒結(jié)是影響銀漿性能的重要參數(shù)之一。按照燒結(jié)溫度，銀漿可分為高溫?zé)Y(jié)銀漿、中溫?zé)Y(jié)銀漿和低溫?zé)Y(jié)銀漿。其中，高溫?zé)Y(jié)銀漿的燒結(jié)溫度在750-900°C左右；而與中溫或低溫?zé)Y(jié)銀漿相比，高溫?zé)Y(jié)銀漿的特點(diǎn)是耐焊性和抗老化性突出。高溫?zé)Y(jié)銀漿在太陽(yáng)能電池片上有重要的應(yīng)用；與中溫或低溫?zé)Y(jié)銀漿相比，其作為其正銀漿料可以提高電池片前期的焊接工序通過(guò)率和后期的使用壽命。目前，太陽(yáng)能電池正銀漿料的峰值燒結(jié)溫度一般在750-830°C。更高的燒結(jié)溫度有利于進(jìn)一步提高電池片的生產(chǎn)效率和使用壽命。中國(guó)專利文獻(xiàn)200810025430.3公開(kāi)了一種可在850?900 V下實(shí)現(xiàn)燒結(jié)的高粘度太陽(yáng)能電池正面銀漿，但該銀漿配方中含有過(guò)多的玻璃粉，最高達(dá)10%，高溫?zé)Y(jié)時(shí)玻璃粉易穿透發(fā)射區(qū)，甚至?xí)茐腜-N結(jié)，導(dǎo)致燒結(jié)成品率低。中國(guó)專利文獻(xiàn)200710171942.6公開(kāi)了一種高溫烘干圓片電容電極銀漿，該銀漿配方中玻璃粉的含量較低，僅為1.2?2.3%左右，同時(shí)該銀漿采用了具有高沸點(diǎn)的松油醇和二甘丁醇乙醚的混合液作為溶劑，防止了低溫烘干時(shí)銀層劃傷、脫落的缺點(diǎn)，保證了高溫烘干時(shí)溶劑可以均勻揮發(fā)、不起泡。除了注意選擇溶劑和玻璃粉，如何防止銀漿中銀粉在高溫下的過(guò)度燒結(jié)也是高溫?zé)Y(jié)銀漿的一個(gè)技術(shù)難題，急需解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，該銀漿可抑制高溫下銀粉的過(guò)度燒結(jié)。
[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:銀粉70?90%、玻璃粉I?3%、溶劑5?15%、有機(jī)粘結(jié)劑3?10%和燒結(jié)促進(jìn)劑0.01?2%，其中銀粉為球形，其粒徑不大于5 μ m。
[0006]優(yōu)選地，該漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:銀粉75?90%、玻璃粉I?2%、溶劑5?15%、有機(jī)粘結(jié)劑3?8%和燒結(jié)促進(jìn)劑0.01?2%。
[0007]優(yōu)選地,所述銀粉粒徑為I?3 μ m。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地,所述燒結(jié)促進(jìn)劑為錯(cuò)、釕或銥單質(zhì),或?yàn)楹e(cuò)、釕或銥化合物。
[0009]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、檸檬酸三丁酯和磷酸三丁酯中的一種或任意混合物，所述有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素、硝化纖維素中的一種或任意混合物。
[0010]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溶劑為松油醇，所述有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素。
[0011]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溶劑中α -松油醇含量不低于80%。
[0012]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述玻璃粉為含鉛玻璃粉、無(wú)鉛玻璃粉或其混合物，所述玻璃粉的軟化溫度為580?680°C，粒徑〈2 μ m。
[0013]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述含鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉛60-85%、氧化鋅I?10%、氧化招0.5?5%、硼酸I?5%、氧化娃I?15%、氧化I丐O?1%、氧化錯(cuò)O?2%和氧化鈦O?3%，且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。該含鉛玻璃粉的軟化點(diǎn)為580 ?680O。
[0014]更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無(wú)鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉍50?60%、氧化鋅10?30%、硼酸3?5%、氧化硅5?9%，氧化銻O?15%和氧化鍶O?5%，且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。該無(wú)鉛玻璃粉的軟化點(diǎn)為580?680°C。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
[0016]1、采用了銠、釕或銥單質(zhì)或含銠、釕或銥化合物作為燒結(jié)促進(jìn)劑，該燒結(jié)促進(jìn)劑可有效抑制銀粉在高溫下發(fā)生過(guò)度燒結(jié)，阻止了銀的結(jié)晶體向結(jié)區(qū)的擴(kuò)散，防止了旁路結(jié)的產(chǎn)生，提高了電池片的成品率，更重要的是，提高了開(kāi)路電壓和填充因子，從而提高了轉(zhuǎn)化效率。
[0017]2、通過(guò)減少玻璃粉含量，避免了高溫?zé)Y(jié)時(shí)玻璃粉對(duì)發(fā)射區(qū)的穿透；與此同時(shí)，在電極與基體之間形成一層薄薄的玻璃層，也有利于電流的隧穿效應(yīng)，降低串阻，提高電池的光電效率。雖然玻璃粉含量較常規(guī)銀漿中玻璃粉含量低，但由于采用了燒結(jié)促進(jìn)劑，且在高溫下燒結(jié)，電極和硅基板之間仍然可形成良好的歐姆接觸。
[0018]3、配方中優(yōu)選高沸點(diǎn)溶劑與具有高分解溫度的有機(jī)粘結(jié)劑以及具有高燒結(jié)溫度的玻璃粉配合使用，使?jié){料中溶劑的揮發(fā)、有機(jī)粘結(jié)劑的分解以及玻璃粉的軟化可以在燒結(jié)峰值溫度達(dá)到之前的加熱升溫過(guò)程中均勻完成，防止了銀層脫落和起泡，保證了銀層和硅基板之間的有效粘結(jié)。該漿料的燒結(jié)溫度為800?900°C，以15 μ m的燒成后厚度為例，其導(dǎo)電率為<2m Ω /sq,具有優(yōu)良的可焊性，銀層(2 X 2mm2)和硅基板之間的附著力可達(dá)3N以上。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]實(shí)施例1?6
[0021]本發(fā)明是一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，實(shí)施例1?6中漿料的組分及其重量百分?jǐn)?shù)見(jiàn)表I。
[0022]實(shí)施例1中，銀粉為球形，粒徑〈5 μ m;燒結(jié)促進(jìn)劑為銠單質(zhì)；所述溶劑為丁基卡必醇或丁基卡必醇醋酸酯；有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素或硝化纖維素；玻璃粉為含鉛玻璃粉，軟化溫度為580?680°C，粒徑〈2 μ m,其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉛60%、氧化鋅10%、氧化招5%、硼酸5%、氧化娃15%、氧化錯(cuò)2%和氧化鈦3%。
[0023]實(shí)施例2中，銀粉為球形，粒徑為I?3μπι ;燒結(jié)促進(jìn)劑為含銠的化合物，優(yōu)選銠的氧化物、氯化物或硫化物；所述溶劑為檸檬酸三丁酯或磷酸三丁酯；有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素與硝化纖維素按重量40:30:30的混合物；玻璃粉為含鉛玻璃粉，軟化溫度為580?680°C,粒徑〈2 μ m,其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉛80%、氧化鋅5%、氧化鋁0.5%、硼酸1%、氧化硅12.5%和氧化鈣1%。[0024]實(shí)施例3中，銀粉為球形，粒徑為I~3μ m ;燒結(jié)促進(jìn)劑為銥單質(zhì)；溶劑為松油醇、丁基卡必醇醋酸酯和磷酸三丁酯按重量70:20:10的混合物；有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素與羥甲基纖維素按重量1:1的混合物；玻璃粉為無(wú)鉛玻璃粉與含鉛玻璃粉的按重量比50:50的混合物，兩種玻璃粉的軟化溫度均為580~680°C，粒徑〈2 μ m，其中無(wú)鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉍57%、氧化鋅25%、硼酸5%、氧化硅9%和氧化鍶4%，含鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉛85%、氧化鋅1%、氧化招4.5%、硼酸3.5%、氧化娃1%、氧化鈣0.8%、氧化錯(cuò)1.7%和氧化鈦2.5%ο
[0025]實(shí)施例4中，銀粉為球形，粒徑為I~3 μ m ;燒結(jié)促進(jìn)劑為含銥的化合物，優(yōu)選銥的氧化物、氯化物或硫化物；所述溶劑為松油醇、丁基卡必醇以及檸檬酸三丁酯按重量80:10:10的混合物；有機(jī)粘結(jié)劑為羥甲基纖維素與硝化纖維素按重量75:25的混合物；玻璃粉為無(wú)鉛玻璃粉，軟化溫度為580~680°C，粒徑〈2 μ m，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉍57%、氧化鋅25%、硼酸5%、氧化硅9%和氧化鍶4%。
[0026]實(shí)施例5中，銀粉為球形，粒徑為I~3μ m ;燒結(jié)促進(jìn)劑為釕單質(zhì)；溶劑為松油醇，且其中α-松油醇含量不低于80%，其余為β-、Υ_和δ-松油醇；有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素；玻璃粉為無(wú)鉛玻璃粉，軟化溫度為580~680°C，粒徑〈2 μ m，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化秘60%、氧化鋅10%、硼酸4%、氧化娃6%,氧化鋪15%和氧化銀5%。
[0027]實(shí)施例6中，銀粉為球形，粒徑為I~3μπι ;燒結(jié)促進(jìn)劑為含釕的化合物，優(yōu)選釕的氧化物、氯化物或硫化物；溶劑為松油醇，且其中α-松油醇含量不低于80%，其余為β-、Y-和δ -松油醇；有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素；玻璃粉為無(wú)鉛玻璃粉,軟化溫度為580~6800C，粒徑〈2 μ m,其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉍50%、氧化鋅30%、硼酸3%、氧化硅5%和氧化鋪12%。
[0028]表1:
【權(quán)利要求】
1.一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:該漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:銀粉70-90%、玻璃粉廣3%、溶劑5~15%、有機(jī)粘結(jié)劑3~10%和燒結(jié)促進(jìn)劑0.01~2%,其中銀粉為球形，其粒徑不大于5Mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:該漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:銀粉75、0%、玻璃粉f 2%、溶劑5~15%、有機(jī)粘結(jié)劑3~8%和燒結(jié)促進(jìn)劑0.0f 2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述銀粉粒徑為
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述燒結(jié)促進(jìn)劑為銠、釕或銥單質(zhì)，或?yàn)楹?、釕或銥化合物?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、檸檬酸三丁酯和磷酸三丁酯中的一種或任意混合物，所述有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素、硝化纖維素中的一種或任意混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述溶劑為松油醇，所述有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述溶劑中α-松油醇含量不低于80%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述玻璃粉為含鉛玻璃粉、無(wú)鉛玻璃粉或其混合物，所述玻璃粉的軟化溫度為580-680°C，粒徑<2Mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述含鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉛60-85%、氧化鋅f 10%、氧化招0.5、％、硼酸1、％、氧化娃f 15%、氧化|丐(Tl%、氧化錯(cuò)0-2%和氧化鈦0-3%,且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100% ο
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于:所述無(wú)鉛玻璃粉的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為:氧化鉍50~60%、氧化鋅10~30%、硼酸3~5%、氧化硅5~9%，氧化銻(Tl5%和氧化鍶0飛％，且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
【文檔編號(hào)】H01B1/22GK103559939SQ201310440104
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】戈士勇 申請(qǐng)人:江蘇瑞德新能源科技有限公司