用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種晶硅太陽能電池的正面銀導電漿料，屬于太陽能電池功能材料技 術領域。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)能源枯竭及其帶來的環(huán)境污染日益嚴峻問題越來越凸顯，利用太陽能發(fā)電近 年來獲得長足發(fā)展。太陽能光伏電池是通過光電效應把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。其工作原理一 般是：在P型襯底上通過擴散形成N型層，臨界處形成P-N結(jié)，當光照射到P-N結(jié)時就會產(chǎn) 生光生載流子，載流子通過良好的導體材料導出電池，從而形成電流發(fā)電。這種良好的導體 材料就是正面電極銀衆(zhòng)、背面電極銀漿和背面電極鋁衆(zhòng)，通過絲網(wǎng)印刷方式印制到太陽能 電池正極和背極。
[0003] 太陽能電池正面電極銀漿是影響太陽能電池電性能的主要原材料之一。正面銀漿 主要由三部分組成：導電相、有機項和無機項。導電項為起導電作用的金屬粉末，一般采用 導電性能最好的銀微粉；有機相為適用于絲網(wǎng)印刷技術的有機載體，有機載體主要由有機 溶劑、增塑劑、觸變劑、流平劑以及表面活性劑等組成，是漿料具有適用于絲網(wǎng)印刷的粘度、 觸變性等流變性能；無機項主要為低玻璃粉和金屬氧化物，起到燒透減反層和粘結(jié)作用。
[0004] 對其性能有較高要求：由于其在受光面，要求有較高的高寬比，在實現(xiàn)高導電率同 時遮光率最小；能夠腐蝕氮化硅層與硅基形成良好歐姆接觸及良好粘結(jié)強度；可焊性好， 便于與金屬導線焊接；印刷性能好，便于印刷工藝操作。
[0005] 傳統(tǒng)的太陽能電池正面電極銀漿多數(shù)使用含PbO的低熔點玻璃粉，主要是由于 PbO能顯著降低玻璃粉的軟化溫度，并且含氧化鉛玻璃粉與基體材料有較好的浸潤性，溶銀 能力強。然而，鉛不僅污染環(huán)境還對人體有較大危害。制備環(huán)境友好型無鉛太陽能電池正 面電極銀漿，最關鍵就是開發(fā)出無鉛玻璃粉，在替代含鉛玻璃粉同時，保證漿料性能。適用 于太陽能電池的無鉛玻璃粉已經(jīng)有較多研究，但很難達到或超過含鉛玻璃粉性能，主要是 玻璃化溫度較高及浸潤性較差的的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，該制備工藝獲得的正面 電極銀漿玻璃粘度低，與其它組分浸潤性好，提高了印刷圖形精細度，也使得電極金屬柵線 本身還具有良好的導電性能，獲得高寬比的正面細柵線。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種用于光伏電池正面電極銀漿的 制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將氧化鈉0. 4~0. 6份、二氧化碲I. 1~1. 3份、三氧化鎢0. 7~1份、二氧化硅 0. 1~0. 2份、氧化鋰0. 05~0. 1份以及氧化物添加劑0. 3~0. 5份放混料機中混合均勻，置于 馬弗爐中，850度保溫30分鐘，待充分熔融摻雜后玻璃水淬退火，獲得水淬后玻璃料； 步驟二、將步驟一獲得的水淬后玻璃料在酒精體系中用行星研磨機研磨，烘干得到粒 徑為0. 4~0. 6 μ m玻璃粉體； 步驟二、將有機溶劑5~12份、乙基纖維素0. 6~1份、丁基纖維素0. 4~0. 8份、羥基纖維 素0. 4~0. 8份，60度混合攪拌30分鐘，獲得載體； 步驟四、將銀導電相75~91份、步驟二的玻璃粉體、步驟三的載體攪拌均勻后，三輥機 研磨分散三遍，過濾，獲得所述無鉛太陽能電池正面電極銀漿；所述銀導電相由下列質(zhì)量百 分含量的組分組成：片狀銀粉6~12%、球狀銀粉80~90%和納米銀粉3~8%。
[0008] 上述技術方案中的進一步改進的技術方案如下： 1.上述方案中，所述氧化物添加劑由I. 5~2. 5份氧化鋁、2~4份三氧化二鉍、3~5份二 氧化錯和I. 5~2. 5份氧化鋇組成。
[0009] 2.上述方案中，所述有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二 醇甲醚醋酸酯中的至少一種。
[0010] 由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果： 1.本發(fā)明用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，其配方中含有氧化鈉〇. 3~0. 6份、 二氧化碲0. 7~1. 3份、三氧化鎢0. 55~1份，保持了現(xiàn)有技術性能同時，玻璃粘度低，與其它 組分浸潤性好，漿料印刷燒結(jié)后不容易擴散，提高了印刷圖形精細度；其次，其正面電極銀 漿中氧化鈉〇. 3~0. 6份、二氧化碲0. 7~1. 3份、三氧化鎢0. 55~1份配合乙基纖維素0. 6~1 份、丁基纖維素0. 4~0. 8份、羥基纖維素0. 4~0. 8份，調(diào)節(jié)粘度，改善了正面電極銀漿玻璃特 性，如粘度、軟化溫度、化學穩(wěn)定性、玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化點、線膨脹系數(shù)等。
[0011] 2.本發(fā)明用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，其正面電極銀漿進一步含有 二氧化硅0. 08~0. 2份、氧化鋰0. 04~0. 1份、氧化物添加劑0. 25~0. 5份不僅提高了正面電 極銀漿和硅片有良好的接觸，而且電極金屬柵線本身還具有良好的導電性能，且能獲得高 寬比的正面細柵線。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 實施例1~5 : -種用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，所述正面銀導電漿料由下 列重量份的組分組成，如表1所示： 表1 CN 105118579 A ~P 3/4 頁
所述氧化物添加劑由下列重量份的組分組成，如表2所示： 表2
[0013] 上述有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中 的至少一種。
[0014] 上述用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將氧化鈉0. 3~0. 6份、二氧化碲0. 7~1. 3份、三氧化鎢0. 55~1份、氧化物添加 劑0. 25~0. 5份、二氧化硅0. 08~0. 2份、氧化鋰0. 04~0. 1份放混料機中混合均勻，置于馬弗 爐中，850度保溫30分鐘，待充分熔融摻雜后玻璃水淬退火，獲得水淬后玻璃料； 步驟二、將步驟一獲得的水淬后玻璃料在酒精體系中用行星研磨機研磨，烘干得到粒 徑為0. 4~0. 6 μ m玻璃粉體； 步驟二、將有機溶劑5~12份、乙基纖維素0. 6~1份、丁基纖維素0. 4~0. 8份、羥基纖維 素0. 4~0. 8份，60度混合攪拌30分鐘，獲得載體； 步驟四、將銀導電相75~91份、步驟二的玻璃粉體、步驟三的載體攪拌均勻后，三輥機 研磨分散三遍，過濾，獲得所述無鉛太陽能電池正面電極銀漿；所述銀導電相由下列質(zhì)量百 分含量的組分組成：片狀銀粉6~12%、球狀銀粉80~90%和納米銀粉3~8% ; 步驟五、將本發(fā)明無鉛太陽能電池正面電極銀漿經(jīng)絲網(wǎng)印刷機印刷到多晶硅電池片上 并燒結(jié)，燒結(jié)溫度890度，用行業(yè)內(nèi)最好漿料做基準。
[0015] 實施例1銀導電相由片狀銀粉9%、球狀銀粉85%和納米銀粉6%組成，實施例2銀導 電相由片狀銀粉7%、球狀銀粉88%和納米銀粉5%組成，實施例3銀導電相由片狀銀粉12%、 球狀銀粉82%和納米銀粉6%組成；實施例4銀導電相由片狀銀粉11%、球狀銀粉84%和納 米銀粉5%組成。
[0016] 實施例1的測試電性能如表3所述： 表3
實施例2的測試電性能如表4所述： 表4
實施例3的測試電性能如表5所述： 表5
實施例4的測試電性能如表6所述： 表6
實施例5的測試電性能如表7所述： 表7
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能 夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神 實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、將氧化鈉0. 3~0. 6份、二氧化碲0. 7~1. 3份、三氧化鎢0. 55~1份、氧化物添加 劑0. 25~0. 5份、二氧化硅0. 08~0. 2份、氧化鋰0. 04~0. 1份放混料機中混合均勻，置于馬弗 爐中，850度保溫30分鐘，待充分熔融摻雜后玻璃水淬退火，獲得水淬后玻璃料； 步驟二、將步驟一獲得的水淬后玻璃料在酒精體系中用行星研磨機研磨，烘干得到粒 徑為0. 4~0. 6 y m玻璃粉體； 步驟二、將有機溶劑5~12份、乙基纖維素0. 6~1份、丁基纖維素0. 4~0. 8份、羥基纖維 素0. 4~0. 8份，60度混合攪拌30分鐘，獲得載體； 步驟四、將銀導電相75~91份、步驟二的玻璃粉體、步驟三的載體攪拌均勻后，三輥機 研磨分散三遍，過濾，獲得所述無鉛太陽能電池正面電極銀漿；所述銀導電相由下列質(zhì)量百 分含量的組分組成：片狀銀粉6~12%、球狀銀粉80~90%和納米銀粉3~8%。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，其特征在于：所述 氧化物添加劑由I. 5~2. 5份氧化鋁、2~4份三氧化二鉍、3~5份二氧化鋯和I. 5~2. 5份氧化 鋇組成。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，其特征在于： 所述有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一 種。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于光伏電池正面電極銀漿的制備方法，包括以下步驟：將氧化鈉、二氧化碲、三氧化鎢、二氧化硅以及氧化物添加劑放混料機中混合均勻，獲得水淬后玻璃料；將步驟一獲得的水淬后玻璃料在酒精體系中用行星研磨機研磨得到玻璃粉體；將有機溶劑、乙基纖維素、丁基纖維素、羥基纖維素，攪拌獲得載體；將銀導電相、玻璃粉體、載體攪拌均勻后，研磨過濾，獲得所述無鉛太陽能電池正面電極銀漿；銀導電相由下列質(zhì)量百分含量的組分組成：片狀銀粉6~12%、球狀銀粉80~90%和納米銀粉3~8%。本發(fā)明既提高了印刷圖形精細度，也使得電極金屬柵線本身還具有良好的導電性能，獲得高寬比高的正面細柵線。
【IPC分類】H01B1/22, H01B1/16, H01L31/0224, H01B13/00
【公開號】CN105118579
【申請?zhí)枴緾N201510585049
【發(fā)明人】包娜, 汪山, 周欣山
【申請人】蘇州晶銀新材料股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月15日