CN101560060A - 太阳能电池导电浆料用低温玻璃的表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温玻璃的表面活性处理方法，具体涉及应用于晶体硅太阳能电池正面电极浆料所采用的低温玻璃的表面处理方法。它是对低熔点玻璃的表面进行特殊的表面处理，所述处理方法，可将表面活性剂溶入溶剂中后在玻璃微粉的研磨过程中加入，还可用表面活性剂对研磨好的玻璃微粉直接进行处理。表面活性剂包括山槊糖醇酐三油酸酯、卵磷酯、壬基酚环氧加成物、丙三醇单油酸酯、磷酸高级脂肪醇酯，三乙醇胺，正辛酯中的一种或几种。此种方法处理后的玻璃微粉对浆料中有机载体具有更好的浸润性，使得玻璃微分在浆料中的具有更好的分散性，并能保证在浆料的生产过程中具有重复性和一致稳定性，进而使太阳能电池具备更好的综合性能。

Description

太阳能电池导电浆料用低温玻璃的表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种低温玻璃的表面处理方法，具体涉及太阳能电池正面电极用导电浆料所使用的低温玻璃的表面处理方法。
背景技术
太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料，将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流，可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。其中与N型半导体相连接的电极称为正面电极。目前制备正面电极的主要方法为丝网印刷工艺。晶体硅太阳能电池正电极用银电子浆料属于可烧结的厚膜导体浆料，它通过丝网印刷工艺印刷到硅片上，再经过热处理形成太阳能电池的正面电极。
太阳能正面电极用浆料包括导电相银粉末，玻璃相和有机载体，还含有其它的添加剂组成。玻璃相为低熔点玻璃，在电极的烧结过程中，玻璃相会产生液化现象，液化的玻璃相会腐蚀晶体硅表面的减反射层，从而形成银与硅良好的欧姆接触。与此同时，玻璃相还能提供银颗粒之间的粘接作用，降低银电极与硅基体的接触电阻以及减少电极本身的体电阻已成为提高太阳能电池效率提高的有效手段。在电极的烧结过程中如果玻璃相的含量过高，则会在银电极和硅基体之间形成一层薄薄的绝缘层，从而导致接触电阻的增加，过多的玻璃相还会严重腐蚀硅的基体以导致N极的破坏，而且玻璃本身是绝缘体，在电极里过多的玻璃相存在会导致电极体电阻的增加。如浆料中的玻璃相过少，则不能充分腐蚀减反射层而导致银电极与硅基体的接触面积减少而导致接触电阻的增加，与此同时，过少的玻璃粘接相还会导致银电极与硅基体的机械强度降低。因此低温玻璃的性能是提高太阳能电池光电转换效率的关键技术之一。
一般来讲，低熔点玻璃的性能的控制点主要在于玻璃的组分和玻璃微粉的粒度的控制，而对于玻璃表面性能的改性的研究还较少。但是由于目前的低温玻璃主要有铅硅硼铝锌等元素组成，这使得玻璃表面的亲水性较低，而浆料配方中含有大量的有机溶剂和增塑剂，因而低温玻璃在浆料中的分散性较差，会造成电池质量不稳定。与此同时，由于玻璃相在浆料中的分散性不好而导致玻璃粉末在浆料的存储过程中发生团聚，进而影响浆料的细度和触变性。
目前在浆料的生产过程中，人们会对浆料中的银粉进行表面处理，而未见对于玻璃表面的表面处理，也未有相关文献记载。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种应用于晶体硅太阳能电池正面电极用浆料所使用的低温玻璃的表面处理方法，它是对低熔点玻璃的表面进行特殊的表面处理，使之对浆料中有机载体具有更好的浸润性，使得玻璃微分在浆料中的具有更好的分散性，并能保证在浆料的生产过程中具有重复性和一致稳定性。
为实现上述目的，本发明采用的方法如下：
一种处理方法是，将表面活性剂溶入溶剂中后在玻璃微粉的研磨过程中加入，即将表面活性剂溶于溶剂中制成混合溶液，将经过熔化、水淬的玻璃粉末与混合溶剂进行混合，置于球磨机中研磨，将研磨后的玻璃微粉在烘箱中烘干，得到经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
另一种处理方法是，还可用表面活性剂对研磨好的玻璃微粉直接进行处理，即先将经过熔化、水淬的玻璃粉末置于球磨机中研磨，然后将表面活性剂与研磨后的玻璃微粉进行混合处理，即得经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
其中，上述两种方法中所使用的的表面活性剂可以是卵磷酯、壬基酚环氧加成物、丙三醇单油酸酯、磷酸高级脂肪醇酯、三乙醇胺、正辛酯中的一种或几种。以玻璃微粉总量为基准，所用表面活性剂的含量为0.1-90％。
另外，方法一中所使用的用于溶解表面活性剂的溶剂可以是松油醇、乙醇、丙酮、丁基卡必醇中的一种或几种。
采用上述方法，处理后的玻璃微粉具有较好的亲水性，运用于浆料中，使之对浆料中有机载体具有更好的浸润性，使得玻璃微分在浆料中的具有更好的分散性，并能保证在浆料的生产过程中具有重复性和一致稳定性，进而使太阳能电池具备更好的综合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
取表面活性剂三乙醇胺、正辛酯与溶剂乙醇(比例为20∶20∶60)制成表面活性剂溶液，取适量表面活性剂溶液加入经过1300度熔化的经过水淬的玻璃粉末进行混合，将其置于行星球磨机中研磨10小时，得到粒度D50小于1微米的玻璃微粉，然后在烘箱中以90度的温度烘干2小时，即得到经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
实施例2
将实施例1中的三乙醇胺、正辛酯和乙醇的混合溶剂改为卵磷酯和乙醇的混合物作为表面处理活性剂，其它的工艺同实施例1。
实施例3
先将经过1300度熔化、水淬的玻璃粉末置于球磨机中研磨，然后将三乙醇胺、正辛酯与溶剂乙醇(比例为20∶20∶60)与研磨后的玻璃微粉进行均匀混合并在烘箱中以90度的温度烘干2小时，即得经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
比较例1
将实施例1中的三乙醇胺、正辛酯和乙醇的混合溶剂改为酒精溶剂，其它工艺同实施例1。
浆料的制备
将实施例1、2、3及比较例1所处理后的玻璃微分用于制备浆料，方法为：将平均粒径为1微米的银粉15克，经过表面处理过的玻璃微分0.5克，和有机相(松油醇与乙基纤维素的重量比10∶1)4.2克，增强剂0.3克在玛瑙研钵进行预混合，然后再三辊机上进行混合20分钟，用刮板细度剂测量细度后即得到太阳能电池正面电极有浆料。
玻璃细分及制备浆料的性能比较
Figure A20091005083000061
从性能比较中可以看出，在玻璃粉经过表面处理后，玻璃粒子的在酒精和松油醇的分散性得到改善，浆料的细度也变小，浆料的稳定性也得到改善。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种太阳能电池正面电极用导电浆料所采用的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于该方法为：将低温玻璃微粉进行研磨分散，同时使用表面活性剂对其进行处理。
2.如权利要求1所述的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述处理方法可将表面活性剂溶入溶剂中后在玻璃微粉的研磨过程中加入，即将表面活性剂溶于溶剂中制成混合溶液，将经过熔化、水淬的玻璃粉末与混合溶剂进行混合，置于球磨机中研磨，将研磨后的玻璃微粉在烘箱中烘干，得到经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
3.如权利要求1所述的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述处理方法还可用表面活性剂对研磨好的玻璃微粉直接进行处理，即先将经过熔化、水淬的玻璃粉末置于球磨机中研磨，然后将表面活性剂与研磨后的玻璃微粉进行混合处理，记得经过表面处理过的低熔点玻璃微粉。
4.如权利要求1、2或3所述的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的表面活性剂包含但不限于卵磷酯、壬基酚环氧加成物、丙三醇单油酸酯、磷酸高级脂肪醇酯、三乙醇胺、正辛酯中的一种或几种。
5.如权利要求1、2或3所述的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于：以玻璃微粉总量为基准，所述表面活性剂的含量为0.1-90％。
6.如权利要求2或3所述的低温玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的溶剂包含但不限于松油醇、乙醇、丙酮、丁基卡必醇中的一种或几种。
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