CN101973710A - 硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，包括如下质量百分数组分：Bi2O3 45-55％，ZnO 20-30％，B2O3 20-25％，Al2O3 0-4％，SiO2 0.5-4％，La2O3 0.5-3％，SrO 0.5-3％。本发明玻璃粉的主要成分是Bi2O3，使整个玻璃粉体系的玻璃化温度降低，软化点降低；玻璃粉中引入一定量的ZnO和SrO，增加了玻璃粉制备浆料后的欧姆特性，减少了电极与硅基体的接触电阻，增加了转换效率；引入La2O3，能有效降低玻璃粉的熔点，在硅太阳能电池的烧结曲线周期中很短的高温段就能够快速达到熔融状态，使硅太阳能电池银浆的无铅化得以实现。
Description
技术领域
本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法。
背景技术
随着传统能源的日益紧缺，太阳能、风能等新能源开发利用渐渐推向市场。太阳能产业经过多年发展，已非常成熟。目前的太阳能电池主要是晶体硅太阳能电池。
在晶体硅太阳能电池的制备过程中，将银浆印刷在硅片的正面和背面，形成栅线电极，具有作为电池片间串并联的引线电极和提高电池转换效率的作用。
银浆主要由银粉、无机粘合剂、有机粘合剂以及添加剂等成分组成。其中无机粘合剂的主要成分就是玻璃粉，在烧结的条件下，软化形成熔融的玻璃层，起到将银电极和硅基体粘结在一起的作用。
目前的市场上能量产的太阳能银浆主要为含铅银浆，主要是因为无铅玻璃粉的熔点较高，而硅太阳能电池的烧结曲线周期很短，高温段不超过5秒，普通的无铅玻璃粉无法在这样的烧结条件下快速达到熔融状态。然而铅的使用会给环境造成严重的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点的无铅玻璃粉及其制备方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点的无铅玻璃粉采用如下技术方案：
一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 45-55％，
ZnO 20-30％，
B2O3 20-25％，
Al2O3 0-4％，
SiO2 0.5-4％，
La2O3 0.5-3％，
SrO 0.5-3％。
为了实现上述目的，本发明一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点的无铅玻璃粉的制备方法采用如下技术方案：
一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：
1)、按照下面的质量百分比进行承重：
Bi2O3 45-55％，
ZnO 20-30％，
B2O3 20-25％，
Al2O3 0-4％，
SiO2 0.5-4％，
La2O3 0.5-3％，
SrO 0.5-3％；
2)、将步骤1)中称量好的原料混合均匀后装入坩埚，置于高温炉加热形成玻璃粉末颗粒；高炉温度范围：900-1200℃，保温时间：30-60分钟；
3)、将步骤2)中熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至粒径为0.5-5μm，200-400目过筛便制得本发明硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉组分中的主要成分是Bi2O3，使整个玻璃粉体系的玻璃化温度降低，软化点降低；玻璃粉中引入一定量的ZnO和SrO，增加了玻璃粉制备浆料后的欧姆特性，减少了电极与硅基体的接触电阻，增加了转换效率；引入La2O3，能有效降低玻璃粉的熔点，在硅太阳能电池的烧结曲线周期中很短的高温段就能够快速达到熔融状态，使硅太阳能电池银浆的无铅化得以实现；本发明制备方法工艺方法简单，制备省时。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做详细描述，下述实施例仅用于说明本发明，但并不用于限定本发明的实施范围。
本发明一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：
1)、按照下面的质量百分比进行承重：
Bi2O3 45-55％，
ZnO 20-30％，
B2O3 20-25％，
Al2O3 0-4％，
SiO2 0.5-4％，
La2O3 0.5-3％，
SrO 0.5-3％，
合计100％；
2)、将步骤1)中称量好的原料使用混料机进行混匀，混合均匀后装入坩埚，置于高温炉加热形成玻璃粉末颗粒，温度控制范围：900-1200℃，保温时间：30-60分钟；
3)、将步骤2)中熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至0.5-5μm，200-400目过筛，这样便制得本发明硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，该玻璃粉不含Pb、Cd、Hg、Cr(VI)等有害物质。
本发明4个具体的实施例见下表：
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| Bi2O3 | 55 | 50 | 45 | 50 |
| ZnO | 20 | 25 | 30 | 22 |
| B2O3 | 20 | 21 | 20 | 20 |
| Al2O3 | 0 | 0 | 0.5 | 4 |
| SiO2 | 4 | 0.5 | 0.5 | 2 |
| La2O3 | 0.5 | 3 | 1 | 1 |
| SrO | 0.5 | 0.5 | 3 | 1 |
| 合计 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 加热温度 | 900 | 1000 | 1200 | 1100 |
| 保温时间 | 60 | 50 | 30 | 40 |
| 过筛目数 | 200 | 250 | 400 | 300 |
本发明一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉组分中的主要成分是Bi2O3，使整个玻璃粉体系的玻璃化温度降低，软化点降低；玻璃粉中引入一定量的ZnO和SrO，增加了玻璃粉制备浆料后的欧姆特性，减少了电极与硅基体的接触电阻，增加了转换效率；引入La2O3，能有效降低玻璃粉的熔点；本发明制备方法工艺方法简单，制备省时。
Claims (10)
1.一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：
1)、按照下面的质量百分比进行承重：
Bi2O3 45-55％，
ZnO 20-30％，
B2O3 20-25％，
Al2O3 0-4％，
SiO2 0.5-4％，
La2O3 0.5-3％，
SrO 0.5-3％；
2)、将步骤1)中称量好的原料混合均匀后装入坩埚，置于高温炉加热形成玻璃粉末颗粒；高炉温度范围：900-1200℃，保温时间：30-60分钟；
3)、将步骤2)中熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至粒径为0.5-5μm，200-400目过筛便制得本发明硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉。
2.如权利要求1所述一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述各组分的质量百分数为：
Bi2O3 55％，
ZnO 20％，
B2O3 20％，
Al2O3 0％，
SiO2 4％，
La2O3 0.5％，
SrO 0.5％；
步骤2)中高炉温度为900℃，保温时间为60分钟；
步骤3)中过筛为过200目筛。
3.如权利要求1所述一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述各组分的质量百分数为：
Bi2O3 50％，
ZnO 25％，
B2O3 21％，
Al2O3 0％，
SiO2 0.5％，
La2O3 3％，
SrO 0.5％；
步骤2)中高炉温度为1000℃，保温时间为50分钟；
步骤3)中过筛为过250目筛。
4.如权利要求1所述一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述各组分的质量百分数为：
Bi2O3 45％，
ZnO 30％，
B2O3 20％，
Al2O3 0.5％，
SiO2 0.5％，
La2O3 1％，
SrO 3％；
步骤2)中高炉温度为1200℃，保温时间为30分钟；
步骤3)中过筛为过400目筛。
5.如权利要求1所述一种硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述各组分的质量百分数为：
Bi2O3 50％，
ZnO 22％，
B2O3 20％，
Al2O3 4％，
SiO2 2％，
La2O3 1％，
SrO 1％；
步骤2)中高炉温度为1100℃，保温时间为40分钟；
步骤3)中过筛为过300目筛。
6.如权利要求1所述制备方法制备的硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，其特征在于，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 45-55％，
ZnO 20-30％，
B2O3 20-25％，
Al2O3 0-4％，
SiO2 0.5-4％，
La2O3 0.5-3％，
SrO 0.5-3％。
7.如权利要求6所述硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，其特征在于，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 55％，
ZnO 20％，
B2O3 20％，
Al2O3 0％，
SiO2 4％，
La2O3 0.5％，
SrO 0.5％。
8.如权利要求6所述硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，其特征在于，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 50％，
ZnO 25％，
B2O3 21％，
Al2O3 0％，
SiO2 0.5％，
La2O3 3％，
SrO 0.5％。
9.如权利要求6所述硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，其特征在于，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 45％，
ZnO 30％，
B2O3 20％，
Al2O3 0.5％，
SiO2 0.5％，
La2O3 1％，
SrO 3％。
10.如权利要求6所述硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，其特征在于，包括如下质量百分数组分：
Bi2O3 50％，
ZnO 22％，
B2O3 20％，
Al2O3 4％，
SiO2 2％，
La2O3 1％，
SrO 1％。
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