CN102262940A - 一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，包括下述步骤：步骤1)：制备有机载体：按重量百分比将乙基纤维素树脂加入到溶剂中，在恒温水槽中完全溶解后，筛网过滤得到有机载体；步骤2)：背面银浆的制备：将重量百分比为1.0-5.0％的无铅玻璃粉、56.0～76.0％的片状银粉、0.2～2％的无机添加物、步骤1)制备好的10％～30％有机载体、3％～12％的溶剂、0.1％～1％的增塑剂和0.1～1％的分散剂混合均匀，三辊机上分散至20μm以下，即得晶体硅太阳能电池用背面银浆。该浆料具有优异的印刷性，烧结后与硅片和铝形成良好的欧姆接触，可焊性好，电池转化效率高。

Description

一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法
技术领域
本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种环保型晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法。
背景技术
据iSuppli公司，2011年全球光伏太阳能安装量大增39.3％，受益于意大利和美国的强劲需求，限制今年增长的因素只是一些欧洲国家消减政府激励措施。
尽管2011年PV市场增长速度难以达到去年120.5％那样的高水平，但今年全球太阳能系统安装仍将保持健康的速度，从2010年的16.0GW增长到22.2GW.德国2011年将继续是全球最大的PV市场，估计安装量达9.4GW，但排在第二的意大利增长速度更快，而且可能成为全球内部回报率最高的市场之一，2011年意大利的太阳能安装量将会增长一倍，从2010年的1.95GW增长到3.9GW，而德国的增长率预计是19.8％。美国全球排名第三，2011年的PV安装量预计为2.1GW。除了德、意、美，其他光伏市场，如亚洲等其他地区的新兴市场，也会继续增长。
晶体硅太阳能电池用背面银浆是晶体硅太阳能电池的重要材料之一，直接影响晶体硅太阳能电池的转化效率。要求浆料具有优良的印刷性、烧结后与硅片和铝的欧姆接触力良好、可焊性佳等特点。
发明内容
本发明的目的是制备一种用于丝网印刷的环保型晶体硅基太阳能电池用背面银浆的制备方法，该浆料具有优异的印刷性，烧结后与硅片和铝形成良好的欧姆接触，可焊性好，电池转化效率高。
本发明的主要设计方案通过合适的助剂、有机载体和溶剂改善印刷时可能出现的堵网和干网现象；通过合适的玻璃体系、银粉、无机添加物改善烧结后银与硅片和铝的接触电阻以及电池转化效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1)：制备有机载体
按重量百分比将5％～30％的乙基纤维素树脂加入到70％～95％溶剂中，在恒温水槽、温度75℃～95℃中完全溶解后，过滤得到有机载体，留待备用；
步骤2)：背面银浆的制备
将重量百分比为1.0-5.0％的无铅玻璃粉、56.0～76.0％的片状银粉、0.2～2％的无机添加物、步骤1)制备好的10％～30％有机载体、3％～12％的溶剂、0.1％～1％的增塑剂和0.1～1％的分散剂在行星式搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，即得晶体硅太阳能电池用背面银浆。
进一步地，本发明的技术方案中：
所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸脂或松油醇的中的一种或其混合溶液。
所述无机添加物选择Bi2O3、B2O5、SiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、NiO、ZnO、SrO、TiO2、GaO、InO或CuO的一种或几种。
所述增塑剂选择柠檬酸正三丁酯或乙酰柠檬酸正三丁酯的一种或两种。
所述分散剂选择德国毕克化学公司生产的BYK-110或BYK-111中的一种或两种。
所述片状银粉的振实密度为4.0-6.0g/cm3。
在本发明中，改变玻璃粉、银粉和无机添加物的添加比例可以改变接触电阻；改变有机载体和溶剂的添加比例可以调节产品的粘度、印刷性；改变增塑剂的添加比例可以调节产品的塑性，流平性和印刷性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
一种晶体硅基太阳能电池用背面银浆的制备方法，它包括如下步骤：
步骤1)：载体制备
按重量百分比5％～30％将乙基纤维素树脂加入到70％～95％的丁基卡必醇醋、丁基卡必醇醋酸脂或松油醇中的一种或其按1∶1或1∶1∶2的混合溶液中，在恒温水槽、温度75℃～95℃中溶解完全，在250～325目筛网过滤得有机载体；
步骤2)：浆料制备
将重量百分比为1.0％～5％无铅玻璃粉、56％～76％的片状银粉(振实密度4.0-6.0g/cm3)、0.2～2％的无机添加物、步骤1)中制备好的10％～30％有机载体、3％～12％的溶剂(同步骤1)中的溶剂)和0.1％～1％的增塑剂、0.1～1％的分散剂，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下。最后在250～325目筛网中过滤即得晶体硅基太阳能电池用背面银浆。
其中，增塑剂选择柠檬酸三正丁酯或乙酰柠檬酸三正丁酯的一种或两种；分散剂选择德国毕克化学有限公司生产的型号为BYK-110、BYK-111中的一种或两种。
以下结合具体实施实例进一步说明本发明的制备过程：
实施例1
1)有机载体的制备：按重量百分比将5％的乙基纤维素树脂加入到95％的松油醇中，在恒温水浴中加热到75℃至完全溶解，250目过滤备用；
2)浆料的制备：按重量百分比将3％的玻璃粉、70％的片状银粉、0.2％的Bi2O3、步骤1)制备的20％的有机载体、5.8％的松油醇溶剂、0.6％的柠檬酸三正丁酯、0.4％的BYK-111，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，最后在250目筛网中过滤，即得粘度为90kcps的环保银浆。
实施例2
1)有机载体的制备：按重量百分比将10％的乙基纤维素树脂加入到90％的丁基卡必醇中，在恒温水浴中加热到85℃至完全溶解，325目过滤备用；
2)浆料的制备：按重量百分比将上述1.0％的玻璃粉、76％的片状银粉、0.8％的ZrO2、10％的有机载体、11.0％的丁基卡必醇、0.2％的乙酰柠檬酸三正丁酯、1％的BYK-110，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，最后在325目筛网中过滤，即得粘度为80kcps的环保银浆。
实施例3
1)有机载体的制备：按重量百分比将30％的乙基纤维素树脂加入到70％的丁基卡必醇醋酸脂中，在恒温水浴中加热到95℃至完全溶解，325目过滤；
2)浆料的制备：按重量百分比将上述5％的玻璃粉、56％片状银粉、0.8％的NiO、30％的有机载体、7.1％的丁基卡必醇醋酸脂、0.6％的柠檬酸三正丁酯、0.2％的BYK-111和0.3％的BYK-110，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，最后在250目筛网中过滤，粘度为77kcps的环保银浆；
实施例4
1)有机载体的制备：按重量百分比将15％的乙基纤维素树脂加入到60％的松油醇和25％的丁基卡必醇中，在恒温水浴中加热到75℃至完全溶解，325目过滤；
2)浆料的制备：按重量百分比将上述2％的玻璃粉、65％的片状银粉、2％的ZnO、25％的有机载体、4.7％的松油醇和0.5％的丁基卡必醇、0.2％的乙酰柠檬酸三正丁酯和0.6％的BYK-110，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，最后在250目筛网中过滤，即得粘度为83kcps的环保银浆。
尽管以上对本发明的实施方案进行了详细的描述，并给出了有限的实施例用于说明本发明实施效果，但本发明并不局限于上述的具体实施方案。凡是未在上述实施例中列举的本发明技术方案中限定的无机添加物中其他原料均可在上述实施例中做等同替换。需要说明的是，本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (6)

1.一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1)：制备有机载体
按重量百分比将5％～30％的乙基纤维素树脂加入到70％～95％溶剂中，在恒温水槽、温度75℃～95℃中完全溶解后，在250～325目筛网过滤得到有机载体，留待备用；
步骤2)：背面银浆的制备
将重量百分比为1.0-5.0％的无铅玻璃粉、56.0～76.0％的片状银粉、0.2～2％的无机添加物、步骤1)制备好的10％～30％有机载体、3％～12％的溶剂、0.1％～1％的增塑剂和0.1～1％的分散剂在行星式搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至20μm以下，即得晶体硅太阳能电池用背面银浆。
2.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸脂或松油醇的中的一种或其混合溶液。
3.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，所述无机添加物选择Bi2O3、B2O5、SiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、NiO、ZnO、SrO、TiO2、GaO、InO或CuO的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，所述增塑剂选择柠檬酸正三丁酯或乙酰柠檬酸正三丁酯的一种或两种。
5.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，所述分散剂选择德国毕克化学公司生产的BYK-110或BYK-111中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法，其特征在于，所述片状银粉的振实密度为4.0-6.0g/cm3。
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