CN102503150A - 一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉及其制备方法 - Google Patents

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胡晓斌
王新
宗志杰
赵斌元
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Shanghai Jiaotong University
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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉，该无铅玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分含量：Bi2O320～75％、B2O31～10％、Al2O30.5～10％、SiO25～30％、CuO 0～8％、Li2O 0～10％、ZrO20～10％、Na2O 0～5％。与现有技术相比，本发明具备如下两个优点：1.用本发明玻璃粉所制的电子浆料烧结后，和硅片膨胀系数匹配，收缩率小，烧结后的太阳能电池片翘曲度小，电池片成品率高。2.本发明玻璃粉化学稳定性好，软化点适中，用本发明玻璃粉所制的电子浆料烧结后欧姆接触好，转化效率高。

Description

一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃粉制备技术领域，特别涉及太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法。
背景技术
受国际能源的短缺和环境保护的要求，新能源相关项目在国家的大力支持下正以日新月异的速度发展，其中晶体硅太阳能电池做为最重要的一种新能源电池在节能减排方面发挥的作用尤其明显。
目前晶体硅太阳能电池正极银浆实现高端导电材料中的批量化生产，首先可每年节约大量的资金；其次是降低晶体硅太阳能电池的成本，同时加快了光伏产业的技术进步，从而使光伏产业形成更有力的竞争力；最后对光伏电池企业来说还有供应商安全保障的重大意义。
目前玻璃粉现行技术存在如下不足之处：(1)所制的电子浆料烧结后，和硅片膨胀系数不匹配，收缩率大，引起太阳能电池翘曲度大，电池片成品率低。(2)所制的电子浆料烧结后转化效率低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可提高太阳能电池的成品率和转化效率的太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉，其特征在于，该无铅玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分含量：Bi2O320～75％、B2O31～10％、Al2O30.5～10％、SiO25～30％、CuO 0～8％、Li2O 0～10％、ZrO20～10％、Na2O 0～5％。
所述的无铅玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分含量：Bi2O330～70％、B2O32～8％、Al2O33～10％、SiO210～25％、CuO 2～5％、Li2O 1～9％、ZrO22.5～8.5％、Na2O 2～4％。
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照配方的要求，进行玻璃粉各种原料的精确称量；
(2)将原料经过充分的混合均匀，装入氧化铝坩埚，将氧化铝坩埚在200～300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电炉内保温0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液；
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液倒入压片机压成薄片或者迅速倒入去离子水水淬，使玻璃成为片状或者颗粒状的玻璃块体，待冷却后，将玻璃块体70～110℃鼓风干燥；
(4)将步骤(3)中的玻璃块体用直径20～30mm的大磨球干磨0.5～2小时，转速100～150转/分；
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150～30转/分的情况下，球磨8～20小时；
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200～400目的钢丝网过滤；
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60～80℃的情况下，鼓风干燥即得硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：一、本发明制备的太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉无铅，符合环保要求。二、用本发明玻璃粉所制的电子浆料烧结后，和硅片膨胀系数匹配，收缩率小，太阳能电池翘曲度小，电池成片率高。三、用本发明玻璃粉所制的电子浆料烧结后转化效率高。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做详细描叙，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。
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)一种晶体硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的组成质量百分比如下：
Bi2O310～70％、B2O31～10％、Al2O31～10％、SiO25～30％、CuO 0～8％、Li2O0～10％、ZrO20～10％、Na2O 0～5％
(2)将(1)中说述的原料称量好后，经过充分的混合，保证均匀性，装入氧化铝坩埚，将坩埚在200～300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电炉内加热0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液。
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液用去离子水水淬，待冷却后，将玻璃在70～110℃鼓风干燥。
(4)将步骤(3)中的玻璃用直径20～30mm的大磨球干磨0.5～2小时，转速100～150转/分。
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150～30转/分的情况下，球磨8～20小时。
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200～400目的钢丝网过滤。
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60～80℃的情况下，鼓风干燥便制得本发明说述的硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
本发明的4个具体实例如下表：
Figure BDA0000093601320000031
实施例5
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)一种晶体硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的组成质量百分比如下：
Bi2O320％、B2O38％、Al2O39％、SiO230％、CuO 8％、Li2O 10％、ZrO210％、Na2O 5％
(2)将(1)中说述的原料称量好后，经过充分的混合，保证均匀性，装入氧化铝坩埚，将坩埚在200℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100℃的高温电炉内加热2小时，形成均匀澄清的玻璃液。
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液用去离子水水淬，待冷却后，将玻璃在70℃鼓风干燥。
(4)将步骤(3)中的玻璃用直径20～30mm的大磨球干磨0.5小时，转速150转/分。
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150转/分的情况下，球磨8小时。
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200目的钢丝网过滤。
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60℃的情况下，鼓风干燥便制得本发明说述的硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
实施例6
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)一种晶体硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的组成质量百分比如下：
Bi2O330％、B2O310％、Al2O310％、SiO230％、CuO 5％、Li2O 0％、ZrO210％、Na2O 5％
(2)将(1)中说述的原料称量好后，经过充分的混合，保证均匀性，装入氧化铝坩埚，将坩埚在300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1300℃的高温电炉内加热0.5小时，形成均匀澄清的玻璃液。
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液用去离子水水淬，待冷却后，将玻璃在110℃鼓风干燥。
(4)将步骤(3)中的玻璃用直径20～30mm的大磨球干磨2小时，转速100转/分。
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在30转/分的情况下，球磨20小时。
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过400目的钢丝网过滤。
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在80℃的情况下，鼓风干燥便制得本发明说述的硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
实施例7
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)一种晶体硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的组成质量百分比如下：
Bi2O370％、B2O31％、Al2O33％、SiO25％、CuO 7％、Li2O 1％、ZrO210％、Na2O3％
(2)将(1)中说述的原料称量好后，经过充分的混合，保证均匀性，装入氧化铝坩埚，将坩埚在200～300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电炉内加热0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液。
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液用去离子水水淬，待冷却后，将玻璃在70～110℃鼓风干燥。
(4)将步骤(3)中的玻璃用直径20～30mm的大磨球干磨0.5～2小时，转速100～150转/分。
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150～30转/分的情况下，球磨8～20小时。
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200～400目的钢丝网过滤。
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60～80℃的情况下，鼓风干燥便制得本发明说述的硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
实施例8
一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)一种晶体硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的组成质量百分比如下：
Bi2O369％、B2O33％、Al2O36％、SiO220％、CuO 0％、Li2O 2％、ZrO20％、Na2O 0％
(2)将(1)中说述的原料称量好后，经过充分的混合，保证均匀性，装入氧化铝坩埚，将坩埚在200～300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电炉内加热0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液。
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液用去离子水水淬，待冷却后，将玻璃在70～110℃鼓风干燥。
(4)将步骤(3)中的玻璃用直径20～30mm的大磨球干磨0.5～2小时，转速100～150转/分。
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150～30转/分的情况下，球磨8～20小时。
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200～400目的钢丝网过滤。
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60～80℃的情况下，鼓风干燥便制得本发明说述的硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。

Claims (3)

1.一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉，其特征在于，该无铅玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分含量：Bi2O3 20～75％、B2O3 1～10％、Al2O3 0.5～10％、SiO2 5～30％、CuO 0～8％、Li2O 0～10％、ZrO20～10％、Na2O 0～5％。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉，其特征在于，所述的无铅玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分含量：Bi2O330～70％、B2O32～8％、Al2O33～10％、SiO210～25％、CuO 2～5％、Li2O 1～9％、ZrO22.5～8.5％、Na2O 2～4％。
3.一种根据权利要求1或2所述的太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照配方的要求，进行玻璃粉各种原料的精确称量；
(2)将原料经过充分的混合均匀，装入氧化铝坩埚，将氧化铝坩埚在200～300℃的马弗炉内预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电炉内保温0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液；
(3)将步骤(2)中熔制作好的玻璃液倒入压片机压成薄片或者迅速倒入去离子水水淬，使玻璃成为片状或者颗粒状的玻璃块体，待冷却后，将玻璃块体70～110℃鼓风干燥；
(4)将步骤(3)中的玻璃块体用直径20～30mm的大磨球干磨0.5～2小时，转速100～150转/分；
(5)将步骤(4)初磨过的玻璃粉中的磨球取出，换成直径1～6mm的小磨球，加入去离子，在150～30转/分的情况下，球磨8～20小时；
(6)将步骤(5)磨好后的玻璃粉溶液，经过200～400目的钢丝网过滤；
(7)将步骤(6)中的玻璃粉溶液在60～80℃的情况下，鼓风干燥即得硅太阳能电池正极银浆用无铅玻璃粉。
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