CN102568649A - 一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法 - Google Patents

一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，其特点是，包括如下步骤：步骤A：将按任意比例混合的乙基纤维素树脂和松香树脂按照总重量百分比加入到有机溶剂中，在温度75℃～100℃中溶解完全，200-400目过滤得到有机载体；步骤B：将超细球状银粉按重量百分比20％-35％、有机载体按重量百分比3％～7％、溶剂按重量百分比2.5％～7％、分散剂按重量百分比0.5～2％，余量为平均粒径范围3-10微米的超细球状铜粉，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。本发明方法提供的正电场浆料是采用铜粉替代部分银粉做为浆料导电部分，大大降低了浆料成本。

Description

一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法。
背景技术
据世界能源组织(IEA)、欧洲联合研究中心、欧洲光伏工业协会预测，2020年世界光伏发电将占总电力的1％，到2040年光伏发电将占全球发电量的20％，按此推算未来数十年，全球光伏产业的增长率将高达5％-30％。可以预言，在21世纪中叶，太阳能光伏发电成为人类的基础能源之一，在世界能源构成中占有一定的地位。根据Solarbuzz最新年度太阳能市场报告(2011 Marketbuzz)，2010年全球太阳能市场安装量达到18.2GW，相较于2009年成长139％，太阳能产业全球营收达到820亿美元，其中晶硅太阳能电池由于其成本低、工艺简单、效率高等优点占据了主要份额，达到总产值的90％，有巨大的市场。
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埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，能够大大降低浆料成本，并且提高导电金属含量，减小接触电阻，提高转化效率。
一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
步骤A：有机载体的制备，将按任意比例混合的乙基纤维素树脂和松香树脂按照总重量百分比10％～35％加入到65％～90％的有机溶剂中，在温度75℃～100℃中溶解完全，200-400目过滤得到有机载体；
步骤B：将平均粒径范围0.2-1微米超细球状银粉按重量百分比20％-35％、有机载体按重量百分比3％～7％、溶剂按重量百分比2.5％～7％、分散剂按重量百分比0.5～2％，余量为平均粒径范围3-10微米的超细球状铜粉，将它们混合均匀，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B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A中有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚、松节油和松油醇中的至少一种。
本发明方法提供的正电场浆料是采用铜粉替代部分银粉做为浆料导电部分，大大降低了浆料成本；同时由于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，可以去掉传统正银浆料中的玻璃粘结料，从而达到提高导电金属含量，减小接触电阻，提高转化效率的效果。
具体实施方式
实施例1：
一种用于埋栅型晶硅太阳能电池正面电极浆料，包括以下基本步骤：
步骤A：载体的制备
将乙基纤维素树脂和松香树脂按总重量百分比10％加入到90％的有机溶剂中，在恒温水槽、温度75℃中溶解完全，200目过滤得有机载体；
步骤A所述有机溶剂按重量百分含量计为35％的丙二醇甲醚醋酸酯、15％的乙二醇乙醚、20％的乙二醇单丁醚醋酸酯和30％的松油醇的混合物。
步骤A所述乙基纤维素树脂和松香树脂重量比例为1∶1。
步骤B：将平均粒径范围0.2-1微米超细球状银粉按重量百分比30％、平均粒径范围3-10微米的超细球状铜粉按重量百分比60％、载体按重量百分比的7％、溶剂按重量百分比的2.5％、分散剂按重量百分比0.5％，将它们在行星式搅拌机里混合均匀，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B中的溶剂选择邻苯二甲酸二辛脂；分散剂可以选择聚乙烯蜡和微晶石蜡按质量比为1∶2的混合物。
实施例2：
一种用于埋栅型晶硅太阳能电池正面电极浆料，包括以下基本步骤：
步骤A：载体的制备
将乙基纤维素树脂和松香树脂按重量百分比35％加入到65％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A所述的有机溶剂为50％的丙二醇甲醚醋酸酯和50％的石油醚的混合物。
步骤A所述以及纤维素树脂和松香树脂质量比例为5∶1。
步骤B：将平均粒径范围0.2-1微米超细球状银粉按重量百分比35％、平均粒径范围3-10微米的超细球状铜粉按重量百分比55％、载体按重量百分比的3％、溶剂按重量百分比的5％、分散剂2％，将它们在行星式搅拌机里混合均匀，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中的溶剂为质量比为20％的邻苯二甲酸二丁脂、50％的己二酸二辛酯和30％的石油醚的混合物；分散剂为聚乙烯蜡。
本发明所制备的埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料性能如下：
浆料最大细度≤15微米，平均细度≤10微米，固体含量75-90％，粘度150-400kcps(BROOKFIELD DV-II粘度计+14#转子，10RPM)，烧结温度550-850℃。使用该电极浆料印刷、烧成后的硅太阳能电池有较高的光电转化效率。

Claims (3)

1.一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：有机载体的制备，将按任意比例混合的乙基纤维素树脂和松香树脂按照总重量百分比10％～35％加入到65％～90％的有机溶剂中，在温度75℃～100℃中溶解完全，200-400目过滤得到有机载体；
步骤B：将平均粒径范围0.2-1微米超细球状银粉按重量百分比20％-35％、有机载体按重量百分比3％～7％、溶剂按重量百分比2.5％～7％、分散剂按重量百分比0.5～2％，余量为平均粒径范围3-10微米的超细球状铜粉，将它们混合均匀，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。
2.如权利要求1所述的一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，其特征在于：步骤B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。
3.如权利要求1或2所述的一种埋栅型晶体硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，其特征在于：步骤A中有机溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚、松节油和松油醇中的至少一种。
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