CN102522158B

CN102522158B - 一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法

Info

Publication number: CN102522158B
Application number: CN201110452296.7A
Authority: CN
Inventors: 李驰
Original assignee: Irico Group Corp
Current assignee: Irico Group Corp
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102522158A

Abstract

本发明涉及一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法，其特点是，包括如下步骤：步骤A：玻璃粘结料的制备；步骤B：有机载体的制备，将乙基纤维素树脂按重量百分比5％～30％加入到70％～95％的有机溶剂中，在温度70℃～100℃中溶解完全，200-400目过滤得有机载体；步骤C：将有机载体按重量百分比5％～8％，玻璃粘结料按重量百分比0.5％～2％、溶剂按重量百分比3％～9％，分散剂0.5～1％，余量为平均粒径范围3-10微米的超细球状银粉，将它们混合均匀，再在三辊机上分散至10μm及以下即可。本发明的制备方法可以大幅度减少玻璃粘结料，从而达到提浆料中银含量，降低接触电阻，提高转化效率的效果。

Description

一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法。

背景技术

太阳能电池银浆是制造太阳能电池的主要原料之一，太阳能电池银浆制备技术是高效低成本太阳能电池的关键技术。目前市场上太阳能电池银浆基本上被美国DUPANT、美国FERRO和德国HEREAUS三家公司垄断。目前国内太阳能电池所用银浆基本全部靠进口，对外依存度很高，严重制约了国产光伏产业的发展和壮大。银浆的重要性不断提高，根据目前的技术水平，正银浆料需求量为70Kg/mw，2010年正银市场达百亿元，2015年这一市场将达400亿以上。由于中国是目前太阳能电池硅片的主要产地，这对国内的正银浆料的产销将是一个重要的突破口。

太阳电池表面电极是电池的制造工艺的关键步骤之一，对电池的光电转换效率有极大影响。通常会提高栅线的截面面积并且提高栅线高度以减小电流在栅线间传导的电阻，但这往往会减小硅电池表面的受光面积，从而降低光电转换效率。刻槽型太阳能电池是将硅片表面栅线位置刻蚀出沟槽，后在沟槽内制作电极，这样能够在保证电池表面受光面积的同时增加电极截面面积，从而提高太阳能转换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法，能够大幅度减少传统正银浆料中的玻璃粘结料，降低接触电阻，提高转化效率。

一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

步骤A：玻璃粘结料的制备，按照环保玻璃粘结料的原料组成及其质量百分比称取B₂O₃ 20-25％、SiO₂ 0.5-4％、CaO 0-4％、TiO₂ 0-4％、Nb₂O₅1-3％、NiO₂ 0-3％、ZnO 15-30％、PbO 0-45％、余量为Bi₂O₃；

将称量好的上述原料混合均匀后置于高温炉加热，温度范围900-1350℃，保温时间30-60分钟，然后将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至0.5-2微米，200-400目过筛备用；

步骤B：有机载体的制备，将乙基纤维素树脂按重量百分比5％～30％加入到70％～95％的有机溶剂中，在温度70℃～100℃中溶解完全，200-400目过滤得有机载体；

步骤C：将有机载体按重量百分比5％～8％，玻璃粘结料按重量百分比0.5％～2％、溶剂按重量百分比3％～9％，分散剂0.5～1％，余量为平均粒径范围3-10微米的超细球状银粉，将它们混合均匀，再在三辊机上分散至10μm及以下即可。

步骤C中的溶剂为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯和石油醚中的至少一种；分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌和微晶石蜡中的至少一种。

步骤B中的有机溶剂为丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚和松油醇中的至少一种。

本发明的制备方法中，由于印刷至硅片沟槽内的浆料直接和硅片表面接触，中间没有氮化硅薄膜的阻隔，烧结过程中不需要通过玻璃粉熔融来穿透氮化硅薄膜，可以大幅度减少传统正银浆料中的玻璃粘结料，从而达到提浆料中银含量，降低接触电阻，提高转化效率的效果。

具体实施方式

实施例1：

一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正电场银浆，包括以下基本步骤：

步骤A：玻璃粘结料的制备。

按照环保玻璃粘结料的原料组成及其质量百分比称重：

Bi₂O₃ 30％；B₂O₃ 20％；SiO₂ 4％；TiO₂ 4％；Nb₂O₅ 1％；NiO₂ 3％；ZnO 30％；PbO 8％。

将称量好的上述原料混合均匀后置于高温炉加热，温度控制范围：1250℃，保温时间：30分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至0.5-2微米，200目过筛备用。

步骤B：有机载体的制备

将乙基纤维素树脂按重量百分比5％加入到95％的有机溶剂中，在恒温水槽、温度70℃中溶解完全，200目过滤得有机载体；

步骤B所述的有机溶剂按重量计为20％的丁基卡必醇、25％的丙二醇甲醚醋酸酯、15％的乙二醇单丁醚醋酸酯和15％的松油醇，余量为乙二醇乙醚混合在一起。

步骤C：将平均粒径范围3-10微米超细球状银粉按重量百分比88％、有机载体按重量百分比的6％、粘结料按重量百分比的2％、溶剂按重量百分比的3％、分散剂按重量百分比的1％，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊研磨机上分散至10μm及以下，即可制成晶体硅太阳能电池正电场银浆。

步骤C中的溶剂为按重量百分比计10％的邻苯二甲酸二辛脂、50％的邻苯二甲酸二丁脂和40％己二酸二辛酯的混合物；分散剂选择聚乙烯蜡。

实施例2：

步骤A：玻璃粘结料的制备。

按照环保玻璃粘结料的原料组成及其质量百分比称重：

Bi₂O₃ 55％；B₂O₃ 25％；Nb₂O₅ 3％；NiO₂ 2％；ZnO 15％；

将称量好的上述原料混合均匀后置于高温炉加热，温度控制范围：1300℃，保温时间：60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至0.5-2微米，400目过筛备用。

步骤B：有机载体的制备

将乙基纤维素树脂按重量百分比30％加入到70％的有机溶剂中，在恒温水槽、温度100℃中溶解完全，400目过滤得有机载体；

步骤B所述的有机溶剂按重量百分比计为60％的乙二醇乙醚、30％乙二醇单丁醚醋酸酯和10％的石油醚的混合物。

步骤C：将平均粒径范围3-10微米超细球状银粉按重量百分比91％、有机载体按重量百分比的5％、粘结料重量百分比的0.5％、溶剂按重量百分比的3％、分散剂按重量百分比的0.5％，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊研磨机上分散至10μm以下，即可制成晶体硅太阳能电池正电场银浆。

步骤C中的溶剂按重量百分比计为50％的邻苯二甲酸二丁脂和50％的石油醚中的混合物；分散剂为硬脂酸锌。

本发明所制备的晶体硅太阳能电池银浆性能如下：浆料最大细度≤15微米，平均细度≤10微米，固体含量86-93％，粘度150-400kcps(BROOKFIELD DV-II粘度计+14#转子，10RPM)，T.I.(5RPM/50RPM)＞5.2，烧结温度550-880℃。使用该正银银浆料印刷、烧成后的刻槽型硅太阳能电池有较高的光电转化效率。

Claims

1.一种刻槽型晶体硅太阳能电池用正银浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：玻璃粘结料的制备，按照环保玻璃粘结料的原料组成及其质量百分比称重：

Bi₂O₃55%；B₂O₃25%；Nb₂O₅3%；NiO₂2%；ZnO15％；

将称量好的上述原料混合均匀后置于高温炉加热，温度控制范围：1300℃，保温时间：60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，球磨至0.5-2微米，400目过筛备用；

步骤B：有机载体的制备，将乙基纤维素树脂按重量百分比30%加入到70%的有机溶剂中，在恒温水槽、温度100℃中溶解完全，400目过滤得有机载体；

步骤B所述的有机溶剂按重量百分比计为60%的乙二醇乙醚、30%乙二醇单丁醚醋酸酯和10%的石油醚的混合物；

步骤C：将平均粒径范围3-10微米超细球状银粉按重量百分比91%、有机载体按重量百分比的5%、粘结料重量百分比的0.5%、溶剂按重量百分比的3%、分散剂按重量百分比的0.5%，将它们在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊研磨机上分散至10μm以下，即可制成晶体硅太阳能电池正电场银浆；

步骤C中的溶剂按重量百分比计为50%的邻苯二甲酸二丁脂和50%的石油醚中的混合物；分散剂为硬脂酸锌。