CN102992632B

CN102992632B - 一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉

Info

Publication number: CN102992632B
Application number: CN201210446525.9A
Authority: CN
Inventors: 戈士勇
Original assignee: JIANGSU RUIDE NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU RUIDE NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-10
Filing date: 2012-11-10
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: CN102992632A

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉及其制备方法。该无铅玻璃粉的组成及其重量百分数为：氧化铋20-29%、氧化硼5-15%、氧化硅21-39%、氧化锌5-30%、氧化钙1-10%、氧化锑1-10%，氧化锡0.5-5%；其中，各组分重量百分数之和为100%，玻璃粉的中值粒径<2μm，最大粒径<5μm，玻璃粉的软化温度为400-550℃。与现有技术相比，本发明太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉中氧化铋组分含量低，氧化硅组分和氧化硼组分含量高，与硅基板润湿性好，能与硅基板形成良好的粘接；且该玻璃粉可避免玻璃粉与硅基板在烧结时发生过度反应而损坏基板，利于硅基板外延生长形成P+层，提高电池片的电性能。

Description

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉

技术领域

本发明涉及一种电子浆料用玻璃粉，具体涉及一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。铝背电场是太阳能电池片的一个重要组件，具有降低接触电阻和提高电池光电效率的作用。铝背电场是通过将铝浆印刷在硅基板背面后，再经高温烧结形成的；其中铝浆主要由铝粉和/或其合金、有机粘合剂、玻璃粉以及添加剂等组成。其中玻璃粉在烧结时将铝膜和硅基体粘接在一起，起到粘接剂的作用。为了降低铝背场和硅片之间的接触电阻以及提高太阳能电池光电输出效率，一般要求玻璃粉软化温度低、与铝粉和硅基板的润湿性好；同时还要避免玻璃粉与硅基板在烧结时发生过度反应而损坏基板。

常见的玻璃粉以二氧化铅为主要原料，虽然二氧化铅组分能有效地与硅发生氧化还原反应而转变为单质铅，起到助熔作用，但是含铅玻璃的毒性使其已经逐渐被无铅玻璃粉所取代。已开发无铅玻璃粉体系多以氧化铋组分代替氧化铅组分，且氧化铋组分的重量百分数多超过30%。如申请号为201010118869. 8的中国专利公开了一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其氧化铋的含量高达30-60%，其缺点为：氧化铋组分含量高易导致铋组分与硅基板发生过烧而进入硅基板，影响电池片的效能和寿命。申请号为200910027899.5的中国专利公开了一种无铅且低氧化铋含量的玻璃粉，该玻璃粉中氧化铋含量为15-35%，但其氧化硅组分含量低，氧化硼组分含量高，且还含氧化铝组分；该玻璃粉的润湿性、稳定性不足，且软化温度高。因此制备一种兼具优异的润湿性和稳定性以及低软化温度的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种兼具优异的润湿性、稳定性以及低软化温度的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉。

本发明需要解决的另一个技术问题在于提供一种制备上述玻璃粉的方法。

本发明需要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其组成及其重量百分数为：氧化铋20-28%、氧化硼5-15%、氧化硅21-29%、氧化锌5-30%、氧化钙1-10%、氧化还原活性添加剂1.5-15%。其中，各组分重量百分数之和为100%；氧化铋组分的含量低于氧化硅组分的含量；氧化还原活性添加剂为氧化锑和氧化锡的混合物，氧化锑占玻璃粉的总重量的1-10%，氧化锡占玻璃粉的总重量的0.5-5%；玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm；玻璃粉的软化温度为400-550℃。

上述太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉的制备方法为：将氧化铋、氧化硼、氧化硅、氧化锌、氧化钙、氧化锑和氧化锡按照上述的比例在球磨混合机中进行混料；将所得氧化物混合粉末过筛，筛网目数不低于100目；选取过筛后的氧化物粉末在1200-1500 ^oC时的电阻炉中加热熔化，保温15分钟以上，得到玻璃液；将玻璃液在水中迅速冷却后取出干燥；将干燥好的玻璃机械粉碎后，装入球磨机中球磨，过筛，筛网目数不低于500目，得到本发明太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：本发明无铅玻璃粉在符合环保要求的基础上，其氧化铋组分含量相对较低，氧化硅含量相对较高，既避免了铝浆烧结时玻璃粉与硅基板的过度反应，同时玻璃粉又能充分润湿铝粉和硅基板，保证铝粉和硅基板之间的良好粘接，有利于硅基板上外延生长形成P+层，提高电池片的电性能；该玻璃粉不含氧化铝，其烧结温度较低；氧化钙组分可提高玻璃粉的化学稳定性和机械性能，氧化锌、氧化硅和氧化硼组分可提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，氧化硼组分还可以降低玻璃粉的热膨胀系数；氧化锑和氧化锡组分作为氧化还原活性添加剂，促进了玻璃粉制备中氧化铋组分的稳定性，避免了金属铋的析出，同时也可有效避免了铝浆在烧结过程中因氧化铋与硅基板之间发生氧化还原反应而使铋组份进入硅基板，从而影响电池片的效能和寿命。另外，本发明制备玻璃粉的方法工艺简单，所得玻璃的粒度小，性能均匀。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其组成及其重量百分数为：氧化铋28%、氧化硼15%、氧化硅29%、氧化锌16.5%、氧化钙10%、氧化锑1%、氧化锡0.5%。其中，玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm；玻璃粉的软化温度为400-550℃。

实施例2

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其组成及其重量百分数为：氧化铋20%、氧化硼5%、氧化硅21%、氧化锌30%、氧化钙9%、氧化锑10%、氧化锡5%。其中，玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm；玻璃粉的软化温度为400-550℃。

实施例3

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其组成及其重量百分数为：氧化铋28%、氧化硼14.5%、氧化硅29%、氧化锌5%、氧化钙9.5%、氧化锑9.5%、氧化锡4.5%。其中，玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm；玻璃粉的软化温度为400-550℃。

实施例4

一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其组成及其重量百分数为：氧化铋24%、氧化硼14%、氧化硅28%、氧化锌23%、氧化钙1%、氧化锑6%、氧化锡4%。其中，玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm；玻璃粉的软化温度为400-550℃。

上述各实施方案是对本发明的上述内容作出的进一步说明，但不应理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其特征在于：该玻璃粉的组成及其重量百分数为：氧化铋20-28%、氧化硼5-15%、氧化硅21-29%、氧化锌5-30%、氧化钙1-10%、氧化还原活性添加剂1.5-15%；其中，各组分重量百分数之和为100%；所述氧化还原活性添加剂为氧化锑和氧化锡的混合物。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其特征在于：所述氧化铋组分的含量低于所述氧化硅组分的含量。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其特征在于：所述氧化锑占所述玻璃粉的总重量的1-10%，所述氧化锡占所述玻璃粉的总重量的0.5-5%。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其特征在于：所述玻璃粉的中值粒径<2 μm，最大粒径<5 μm。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉，其特征在于：所述玻璃粉的软化温度为400-550℃。

6.一种制备权利要求1所述的太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉的方法，其特征在于：将氧化铋、氧化硼、氧化硅、氧化锌、氧化钙、氧化锑和氧化锡按照权利要求1所述的比例在球磨混合机中进行混料；将所得氧化物混合粉末过筛，筛网目数不低于100目；选取过筛后的氧化物粉末在1200-1500 ^oC时的电阻炉中加热熔化，保温15分钟以上，得到玻璃液；将玻璃液在水中迅速冷却后取出干燥；将干燥好的玻璃机械粉碎后，装入球磨机中球磨，过筛，筛网目数不低于500目，得到太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉。