CN103295659B

CN103295659B - 太阳能电池用导电浆料及其制备方法

Info

Publication number: CN103295659B
Application number: CN201210043658.1A
Authority: CN
Inventors: 谭伟华; 陈东锋; 管玉龙
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN103295659A

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法，导电浆料包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，无机玻璃粉的D₅₀为100~300nm，D₁₀为10~70nm，D₉₀为400~700nm。无机玻璃粉通过溶胶-凝胶法制得，意外得到粒径小于1μm，且粒度分布均匀的玻璃粉，同时掺杂均匀。制备的导电浆料在太阳能电池的制备烧结过程中不会出现桥跨现象，与硅层附着力和与焊带的焊接强度都得到较大提高，且烧结温度较低。

Description

太阳能电池用导电浆料及其制备方法

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法。

背景技术

伴随着传统能源的日渐枯竭、环境污染问题的日益加剧，新能源的开发和应用已经成为了人类研究的热点。取之不尽用之不竭、绿色无污染的太阳能是新能源开发利用的重点之一。

导电浆料是制作硅基太阳能电池的重要材料。硅基太阳能电池一般通过将导电浆料印刷在硅基材上，然后干燥和烧结制备背电场和电极。现有的导电浆料主要由功能性粉体(金属粉)、无机玻璃粉、有机载体混合搅拌并轧制而成。金属粉一般为银粉与铝粉。无机玻璃粉的制备方法是采用将氧化物物料混合、高温熔融，水淬研磨而成。该方法工艺简单，成本低廉，但是由于熔制温度高，导致某些组分挥发(如B₂O₃)，造成成分偏离；特别是，该方法制备的玻璃粉颗粒较大，烧结过程中容易出现桥跨现象，导致硅与导电金属形成的合金层中出现孔隙增多，致密度降低，从而导致电池光电转化效率等性能下降，尤其是金属膜层与硅层附着力不高，对于目前绝大多数的铝浆，丝印烧结后与硅基底的附着力平均值在25N/cm以下，而对银浆，电极与焊带的焊接强度也不高，并且随着电池技术的发展，向光电极宽度的细化、背光电极的分段设置等技术的出现，也导致了电极与硅基底以及焊带的接触面积进一步减小，同时也对导电浆料的附着力以及焊接性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明为了解决现有导电浆料会导致硅与导电金属形成的合金层中出现孔隙增多，致密度降低，电池性能下降，同时与硅层附着力和与焊带的焊接强度不高等问题，提供一种制备烧结过程中不会出现桥跨现象，与硅层附着力和与焊带的焊接强度都得到较大提高，且烧结温度较低的导电浆料及其制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，所述无机玻璃粉的D₅₀为100～300nm，D₁₀为10～70nm，D₉₀为400～700nm；所述无机玻璃粉的比重为5.0～7.5；所述无机玻璃粉的软化点在400～550℃之间；所述导电金属粉为银和/或铝粉；以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括5.0～20wt％的乙基纤维素，0.1～5.0wt％的助剂及75～90wt％的混合溶剂。

优选，无机玻璃粉通过溶胶-凝胶法制得，意外得到粒径小于1μm，且粒度分布均匀的玻璃粉，同时掺杂均匀。

本发明的第二个目的是提供上述导电浆料的制备方法，步骤包括：

S1、将含有金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物在pH＝0.5～2的条件下混合得凝胶体系；

S2、将步骤S1所得凝胶体系烘干、煅烧、粉碎得无机玻璃粉；

S3、将步骤S2所得无机玻璃粉和导电金属粉分散于有机载体中，研磨得导电浆料。

本发明的导电浆料的印刷烧结后形成硅铝或者硅-银合金层致密均匀，金属膜与硅基底的附着力良好，银电极与焊带的焊接强度高，电池片的弯曲度小，光电转换效率高。推测原因可能因为本发明采用的玻璃粉属于纳米级，粒度分布均匀，在烧结过程中不会出现桥跨现象，可对导电金属进行有效的填充，形成硅铝或者硅-银合金层致密均匀，厚度也会增加，电池性能提高，同时金属膜与硅基底的附着力也会增强，银电极与焊带的焊接强度也会增加，进一步提高电池电性能。同时纳米级的玻璃粉在烧结时也可以对导电金属粉形成更好的助熔作用，可有效降低金属粉熔点，与普通导电浆料相比，本发明导电浆料的峰值烧结温度稍低，不仅降低了能耗，而且也降低了电池片的弯曲程度。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，其中，无机玻璃粉的D₅₀为100～300nm，D₁₀为10～70nm，D₉₀为400～700nm；所述无机玻璃粉的比重为5.0～7.5；所述无机玻璃粉的软化点在400～550℃之间；所述导电金属粉为银和/或铝粉；以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括5.0～20wt％的乙基纤维素，0.1～5.0wt％的助剂及75～90wt％的混合溶剂。制备烧结过程中不会出现桥跨现象，与硅层附着力和与焊带的焊接强度都得到较大提高，且烧结温度较低，制备的太阳能电池的光电转化效率高，电池的弯曲度小。

优选，无机玻璃粉的比重为5.0～7.5。无机玻璃粉的软化点在400～550℃之间。进一步提高太阳能电池用导电浆料的性能。

优选，导电浆料还包括稀土氧化物添加剂，稀土氧化物添加剂为Y₂O₃、La₂O₃或Sm₂O₃粉末中的一种或几种。稀土氧化物添加剂为Y₂O₃、La₂O₃或Sm₂O₃可以以微细粉末进行添加，其在本发明的导电浆料中可以起到良好的表面活性，改善玻璃粉对导电金属粉的润湿性能，同时进一步降低金属导电粉的熔点，进一步降低本发明的导电浆料的烧结温度，且形成的硅合金层较厚，性能良好，电池的光电转化效率进一步得到了提高。

导电金属粉为银和/或铝粉。优选，银粉的粒径为0.1-3.0μm；所述铝粉为球形铝粉，所述球形铝粉的中值粒径为0.1～8.0μm，与本发明的玻璃粉有更好的相容性。球形铝粉可直接采用现有技术中常用的各种雾化铝粉。本发明中，球形铝粉为核壳结构，内核为铝单质，外壳为氧化铝。优选情况下，球形铝粉的表面氧化铝的厚度为5-20nm。

导电浆料可以为太阳能电池受光面用导电浆料，一般为银导电浆料，一般印刷在太阳能电池受光面表面，用于引出受光面电流，以受光面用导电浆料的总量为基准，所述受光面用导电浆料包括80～90wt％的银粉，0.5～8.0wt％的无机玻璃粉，5～15wt％的有机载体及0.1～2.0wt％的稀土氧化物添加剂。

导电浆料可以为太阳能电池背光面用导电浆料，可以为银铝浆，也可以为银浆，一般印刷在背电场表面，用于引出背面电流，以背光面导电浆料的总量为基准，所述背光面导电浆料包括50～80wt％的银粉，1.0～10wt％的无机玻璃粉，10～30wt％的有机载体及0.5～5.0wt％的稀土氧化物添加剂。

导电浆料也可以为太阳能电池铝背场用导电浆料，一般为铝浆，用于与硅结合，形成背电场层，以铝背场用导电浆料的总量为基准，所述铝背场用导电浆料包括70～80wt％的铝粉，1.0～5.0wt％的无机玻璃粉，10～20wt％的有机载体及0.5～5.0wt％的稀土氧化物添加剂。

有机载体为现有技术的导电浆料中常用的有机体系，以有机载体的总量为基准，具体可优选，有机载体包括5.0～20wt％的乙基纤维素，0.1～5.0wt％的助剂及75～90wt％的混合溶剂；所述助剂为聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇或十八醇中的一种或几种混合而成；所述混合溶剂由松油醇、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松节油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯和磷酸三丁酯中的两种或两种以上混合而成。也可以含有其他改性添加剂，本发明没有特别限制，可根据实际情况进行选择。可以市购也可以自行配置，配置方法可以将乙基纤维素以及助剂溶解在由松油醇或其他有机溶剂所组成的混合溶剂中，在60～80℃下使其充分溶解并搅拌均匀，得到透明均一的有机载体。

同时，本发明提供了上述太阳能电池用导电浆料的制备方法，步骤包括：

S1、将含有金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物在pH＝0.5～2的条件下混合得凝胶体系；混合本发明没有特别限制，可采用本领域技术人员公知的各种方式进行混合，例如可以先将酸与金属硝酸盐混合，再与硅酸酯、硼酸酯的混合物混合，控制混合速率，保证反应体系的pH值，形成均匀凝胶体系，也可以先将酸与硅酸酯、硼酸酯的混合物混合，控制反应体系的pH值，反应1～2小时，预先将硅酸酯、硼酸酯水解一部分，在搅拌加热的条件下，再添加金属硝酸盐，同时添加酸，控制反应体系的pH值，再进行6～10小时反应，形成凝聚体系过程中混合均匀。优选，先将含有金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物混合，搅拌加热的条件下，缓慢添加酸，控制反应体系的pH值，形成均一的凝胶体系。搅拌可采用本领域技术人员公知的各种搅拌方式，优选搅拌0.5～1.0小时，加热本发明也没有特别限制，例如可以采用水浴加热等，水浴加热的温度为80～90℃，能优化反应速度，减慢氧化物分子团聚的同时加强粉体结构，增加玻璃粉的比重，优化玻璃粉的流动性。其中，硅酸酯在酸性条件下能水解成硅酸和醇，硅酸为胶体状物质，通过高温能分解成二氧化硅，能与均匀混合的其他氧化物反应成玻璃粉，硼酸酯在酸性条件下能水解成硼酸和醇，硼酸能在高温下分解成氧化硼，氧化硼能与均匀混合的其他氧化物反应成玻璃粉。pH在0.5～2之间，能够得到合适粒径的氧化物，得到合适比重的玻璃粉，同时反应容易，软化点高，同时制备的玻璃粉也不容易出现二次团聚；

S2、将步骤S1所得凝胶体系烘干、煅烧、粉碎得无机玻璃粉；一般烘干温度为60～80℃，时间为2～5小时。煅烧、粉碎的方式本发明没有特别限制；

S3、将步骤S2所得无机玻璃粉和导电金属粉分散于有机载体中，研磨得导电浆料。将导电金属粉、无机玻璃粉分散于有机载体中的方式为：直接将导电金属粉、无机玻璃粉加入至有机载体中，搅拌均匀即可；或者，先将无机玻璃粉加入有机载体中，搅拌均匀，然后在分批加入导电金属粉，每批导电金属粉加入后先搅拌均匀，再加入下一批导电金属粉，全部加完后，高速搅拌使浆料体系中各组分均匀分散。一般为保证所形成的电极或背电场表面的光滑度、平整度，还需对浆料体系进行研磨，研磨一般采用三辊研磨机。优选情况下，向光面银导电浆料一般研磨到细度小于8微米；背光面银导电浆料一般研磨到细度小于10微米；背场铝导电浆料一般研磨到细度小于20微米。

硅酸酯本发明没有特别限制，能够在酸性条件下水解即可，例如可以选自硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、、硅酸异丙酯、硅酸丁酯、硅酸戊酯或硅酸已酯中的一种或几种。优选为硅酸乙酯简单易得，毒性小。

硼酸酯本发明没有特别限制，能够在酸性条件下水解即可，例如可以选自硼酸甲酯、硼酸乙酯、硼酸、硼酸丁酯、硼酸异丙酯、硼酸异丁酯或硼酸已酯中的一种或几种。优选为硼酸丁酯，简单易得，毒性小。

优选，pH＝0.5～2的条件为在金属硝酸盐的溶液或硅酸酯、硼酸酯的混合物或金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物体系中添加硝酸和醋酸，即通过硝酸和醋酸的混合酸来调节pH值，醋酸和硝酸不仅作为酸催化硅酸酯、硼酸酯的水解，同时硝酸还可控制金属硝酸盐的分解速度。进一步优选硅酸酯、硼酸酯的质量之和：硝酸的质量：醋酸的质量＝1：0.5～1.5：1.5～2.5。

硅酸酯、硼酸酯的混合物中含有有机溶剂，可以作为硅酸酯、硼酸酯水解的分散剂，有机溶剂可以为乙醇，优选，硅酸酯、硼酸酯的质量之和：乙醇的质量＝1：1～5。

优选，煅烧的温度为700～850℃，时间为2～4小时，优化玻璃粉的粒径，反应活性和软化点、比重等性能。煅烧本发明没有特别限制，可以在烧结炉中，采用多次分段式烧结等，在煅烧的过程中水解生成的硅酸、硼酸形成二氧化硅、氧化硼，金属硝酸盐分解成氧化锌和二氧化氮和水，同时各氧化物反应成合金形态的无机玻璃粉。

金属硝酸盐本发明没有特别限制，根据所需玻璃粉的成分进行选择，当玻璃粉中需要何金属氧化物时，即可选用其金属的硝酸盐，例如本发明制备Bi-Zn-Al系玻璃粉时，金属硝酸盐包括硝酸铋、硝酸锌和硝酸铝。选择原料时可以使硅酸酯的质量：硼酸酯的质量：硝酸铋的质量：硝酸锌的质量：硝酸铝的质量＝5.0～20：5.0～30：40～70：5.0～20：3.0～15。配置含有金属硝酸盐的溶液可将硝酸铋、硝酸锌、硝酸铝加入去离子水溶解并搅拌均匀，去离子水的量为金属硝酸盐总量的1～4倍，制成金属硝酸盐溶液。金属硝酸盐还可以包括硝酸镁、硝酸钙或硝酸锑中的一种或几种。其中，硅酸酯的质量：硼酸酯的质量：硝酸铋的质量：硝酸锌的质量：硝酸铝的质量：硝酸镁的质量：硝酸钙的质量：硝酸锑的质量＝5.0～20：5.0～30：40～70：5.0～20：3.0～15：2.0～8.0：1.0～5.0：1.0～5.0。添加少量的镁、钙、锑金属氧化物成分。可以将他们和硝酸铋、硝酸锌、硝酸铝一起配成金属硝酸盐水溶液。

优选，粉碎的方法为干磨，干磨0.5～2h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：1～3。优化玻璃粉的粒径，提高烧结活性和软化点低。

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述。

实施例1

向光面银导电浆料。

(1)无机玻璃粉的制备

按照质量比为硝酸(浓度50wt％)：冰醋酸(浓度为99.5wt％):去离子水＝1：1：100稀释，得到混酸溶液。

称取55质量份的硝酸铋，8质量份的硝酸锌，5质量份的硝酸铝加入去离子水溶解并搅拌均匀，去离子水的量为金属硝酸盐总量的2.5倍，得到金属硝酸盐水溶液。

称取20质量份的硼酸丁酯，12质量份的硅酸乙酯，按硅酸乙酯与硼酸丁酯质量之和：乙醇＝1：2的量加入乙醇，混合并搅拌均匀。

在上述混合好的硅酸乙酯、硼酸丁酯的混合液与金属硝酸盐水溶液的混合液中滴加混酸，搅拌均匀，使溶液的的pH值为1.5，搅拌时间为30分钟，采用85℃的水浴对整个反应体系加热，反应时间为8小时，过滤得到凝胶状的物质，再采用70℃的温度烘干凝胶物3小时。将凝胶物于800℃下煅烧3小时，再干磨1h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：2，得到无机玻璃粉。

采用BT-2003型激光粒度分布仪(辽宁丹东百特公司生产，下同)，采用水作为分散介质，测得上述制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为161.4nm，D₁₀为35.8nm，D₉₀为561.6nm，比重(采用10ml比重瓶测试，下同)为6.72，软化点(采用德国产STA449PC/STA409PC同步热分析仪进行DTA测试，下同)为416℃。

(2)有机载体的制备

按照质量比松油醇：丁基卡必醇：丁基卡必醇醋酸酯＝80：15：5的有机溶剂混合均匀，组成浆料的混合溶剂。以载体总量为基准，取92wt％的混合溶剂，加入6.0wt％乙基纤维素STD-4(陶氏产粘度为4)，1.5wt％的氢化蓖麻油，0.5wt％十六醇，加热到75℃，使其充分溶解，并搅拌均匀，得到均一澄清的有机载体溶液。

(3)导电浆料的制备

取85质量份中粒径D₅₀为0.72μm的球形银粉，3.5质量份上述制备的无机玻璃粉，0.5质量份中粒径D₅₀为530nm的氧化物Y₂O₃，11质量份上述制备的有机载体溶液。混合，并研磨18～20次，使其细度小于8μm，即可得向光面银导电浆料成品。

实施例2

向光面银导电浆料

采用与实施例1相同的方法制备向光面银导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中滴加混酸使凝胶反应体系的pH值为0.5。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为123.2nm，D₁₀处在26.2nm，D₉₀处在482.6nm，玻璃粉的比重为6.79，软化点为414℃。

实施例3

向光面银导电浆料，

采用与实施例1相同的方法制备向光面银导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中滴加混酸使凝胶反应体系的PH值为2。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为270.5nm，D₁₀处在56.4nm，D₉₀处在675.7nm，玻璃粉的比重为6.62，软化点为420℃。

实施例4

向光面银导电浆料

采用与实施例1相同的方法制备向光面银导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中采用的对混合物进行水浴加热的温度设置为80℃。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为167.8nm，D₁₀处在35.2nm，D₉₀处在662.3nm，玻璃粉的比重为6.52，软化点为418℃。

实施例5

向光面银导电浆料，

采用与实施例1相同的方法制备向光面银导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中采用的对混合物进行水浴加热的温度设置为90℃。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为294.8nm，D₁₀处在68.2nm，D₉₀处在682.3nm，玻璃粉的比重为6.54，软化点为430℃。

实施例6

背光面银导电浆料。

(1)无机玻璃粉的制备

硝酸盐的种类和量改为65质量份的硝酸铋，8质量份的硝酸锌，4质量份硝酸铝。硼酸丁酯和硅酸乙酯的量改为15质量份的硼酸丁酯，8质量份的硅酸乙酯。其他制作工艺均与实施例1相同。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为157.8nm，D₁₀处在37.3nm，D₉₀处在503.7nm，玻璃粉的比重为7.32，软化点为452℃。

(2)有机载体的配置

按照质量比将丁基卡必醇：丁卡酯：丁基卡必醇醋酸酯＝50：40：10的有机溶剂混合均匀，组成浆料的混合溶剂。取10质量份乙基纤维素STD-100(陶氏产粘度为100)，4.0质量份十六醇，86质量份的混合溶剂混合，加热到75℃，使其充分溶解，并搅拌均匀，得到均一澄清的有机载体溶液。

(3)导电浆料的制备

取60质量份中粒径D₅₀为1.2μm的球形银粉，4.0质量份的上述制得的玻璃粉，1.0质量份中粒径D₅₀为550nm的氧化物La₂O₃，35质量份的上述制得的有机载体溶液。混合，并研磨16～18次，使其细度小于10μm，即可得背面银导电浆料成品。

实施例7

背场铝导电浆料。

(1)玻璃粉的制作

硝酸盐的种类和量改为43质量份的硝酸铋，6质量份的硝酸锌，4.5质量份的硝酸铝，3质量份的硝酸镁，2.5质量份硝酸钙，2质量份的硝酸锑。硼酸丁酯和硅酸乙酯的量改为25质量份的硼酸丁酯，14质量份的硅酸乙酯。其他制作工艺均与实施例1相同。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为174.6nm，D₁₀处在48.2nm，D₉₀处在520.3nm，玻璃粉的比重为5.45，软化点为524℃。

(2)有机载体的配置

按照质量比松油醇：丁基卡必醇：丁基卡必醇醋酸酯＝70：20：10的有机溶剂混合均匀，组成浆料的混合溶剂。取90质量份的混合溶剂，加入8.0质量份的乙基纤维素STD-4(陶氏产，粘度为4)，1.5质量份的氢化蓖麻油，0.5质量份的十六醇，加热到65℃，使其充分溶解，并搅拌均匀，得到均一澄清的有机载体溶液。

(3)导电浆料的制备

取23质量份的上述制得的有机载体溶液，置于高速分散机的不锈钢罐中，一边搅拌，一边加入74质量份的中粒径D₅₀为5.0～6.0μm的球形铝粉、2.0质量份的上述制得的玻璃粉以及0.5质量份氧化物Y₂O₃(中粒径D₅₀为530nm，和实施例1相同)以及0.5重量份的Sm₂O₃(中粒径D₅₀为550nm)，其中铝粉分多次加入，每次加入先搅匀，再加下一次；全部加完后，高速搅匀；再用的三辊研磨机进行研磨12次，研磨细度小于20μm，即可得铝导电浆料成品。

实施例8

背场铝导电浆料

采用与实施例7相同的方法制备背电场铝导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中凝胶物烘干后的煅烧温度为700℃。

采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为116.2nm，D₁₀处在28.2nm，D₉₀处在447.3nm，玻璃粉的比重为5.57，软化点为520℃。

实施例9

背场铝导电浆料

采用与实施例7相同的方法制备背电场铝导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中凝胶物烘干后的煅烧温度为850℃。采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为294.7nm，D₁₀处在68.8nm，D₉₀处在689.3nm，玻璃粉的比重为5.34，软化点为528℃。

实施例10

背场铝导电浆料

采用与实施例7相同的方法制备背电场铝导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中凝胶物烘干煅烧后干磨的时间改为0.5小时。采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为288.7nm，D₁₀处在65.4nm，D₉₀处在668.4nm，玻璃粉的比重为5.36，软化点为526℃。

实施例11

背场铝导电浆料

采用与实施例7相同的方法制备背场铝导电浆料，不同的是无机玻璃粉的制备中凝胶物烘干煅烧后干磨的时间改为2小时。采用与实施例1相同的方法测试无机玻璃粉，测得制备的无机玻璃粉的中粒径D₅₀为104.2nm，D₁₀处在14.2nm，D₉₀处在403.9nm，玻璃粉的比重为5.42，软化点为520℃。

实施例12

背场铝导电浆料

采用与实施例7相同的方法制备背场铝导电浆料，不同的是步骤3中不添加稀土氧化物Y₂O₃和Sm₂O₃，玻璃粉的添加量改为3质量份。

对比例1

向光面银导电浆料。

(1)无机玻璃粉的制备

采用V型混合机将20质量份的B₂O_3,,12质量份的SiO₂，55质量份的Bi₂O₃，8质量份ZnO,5质量份的Al₂O₃氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚中，并置于硅碳棒炉中。将硅碳棒炉内升温至550℃，保温0.5h，再升温至1250℃，保温2h，水淬过滤得到玻璃珠。将的玻璃珠装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水＝4：1：0.7，罐速300转/分钟，湿磨6.5h，过滤后烘干，再干磨0.5h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：2，得到中粒径D₅₀为1.35μm的玻璃粉。

(2)有机载体的制备

同实施例1。

(3)导电浆料的制备

不添加稀土氧化物，添加4重量份的本比较例得到的玻璃粉，其余和将实施例1相同。

对比例2

背场铝导电浆料

(1)无机玻璃粉的制备

配方：25重量份B₂O₃，14重量份SiO₂,43重量份Bi₂O₃，6重量份ZnO，4.5重量份Al₂O₃，3重量份MgO，2.5重量份CaO，2重量份Sb₂O₃。玻璃粉制备工艺同比较例1。得到中粒径D₅₀为1.38μm的玻璃粉。

(2)有机载体的配置

同实施例7。

(3)导电浆料的制备

步骤3中不添加稀土氧化物Y₂O₃和Sm₂O₃，玻璃粉的添加量改为3质量份。其他和实施例7均相同。

性能测试。

将实施例1-12及对比例1-2制备的导电浆料制备太阳能电池，选用多晶硅片规格：156×156，厚度为200μm(腐蚀前)，印刷前厚度为180μm，先印刷背光面银浆料，采用分段设置，烘干，再印刷背电场铝导电浆料，烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为5分钟，再印刷向光面银浆料，然后过隧道炉烘干烧结，整个时间为2分钟左右，其中印刷了实施例1-12的导电浆料的太阳能电池片的烧结峰值温度为860℃，印刷了对比例1-2的导电浆料的太阳能电池片的的烧结峰值温度为910℃，峰值区间的时间约为1秒，出炉后测试电池片的各项性能。每次试验某种浆料采用200片电池片，试验数据取其平均值。

其中，当太阳能电池片受光面印刷上述实施例、对比例所得受光面银导电浆料时，其背电场铝导电浆料采用硕禾108C、背光面银导电浆料采用杜邦PV505。当太阳能电池片背光面印刷上述实施例、对比例所得背光面银导电浆料时，其背电场铝导电浆料采用硕禾108C、受光面银导电浆料采用杜邦16C。当太阳能电池片背光面印刷上述实施例、对比例所得背电场铝导电浆料时，其背光面银导电浆料采用杜邦PV505，受光面银导电浆料采用杜邦16C。

表面状况：用10倍放大镜观察太阳能电池金属膜表面，铝膜是否有起珠或起疱现象，银电极表面是否有沙眼或针孔等。如无不良外观现象，则记为OK，否则记为NG。

附着力：将光伏玻璃、EVA、电池片、EVA及TPT按顺序叠放，并进行层压，用刀刻1cm宽的长条，使用山度SH-100推拉力计沿45°方向对其进行拉力测试，测其单位宽度上的平均剥离力，在测背面银浆的附着力时，可仿照背铝浆印刷方案在整个太阳电池背面印刷背银浆，烧结后进行层压刀刻测试。单位为N/cm。

焊接强度：选用上海胜陌2*0.2mm锡铅焊带，用汉高X32-10I型助焊剂浸泡后烘干，然后在330℃对烧结好的背电极进行手工焊接。待电池片自然冷却后，使用山度SH-100推拉力计沿45°方向对背电极进行拉力测试，测其平均剥离力，单位为N，焊接强度只测正面及背面银电极。

弯曲度：电池片的弯曲程度用游标卡尺测量，单位为mm。

光电转化效率：电池片的光电转化效率用太阳电池片专用测试仪器，如单次闪光模拟器进行测试。测试条件为标准测试条件(STC)：光强：1000W/m²；光谱：AM1.5；温度：25℃。测试方法按照IEC904-1进行。

测试结果如表1及表2所示。

表1

表2

从表中的结果可以看出，比较例的浆料在低温下烧结性能很差，尤其是铝膜的附着力及电池的效率。采用本发明的所制得的浆料在较低的烧结温度下(860℃)就可得到良好的烧结，烧结后金属膜对硅基体的附着力强，膜层表面光滑，外观良好，电极与焊带的焊接强度高，电池片的弯曲度小，光电转换效率也高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种太阳能电池用导电浆料，其特征在于，包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，所述无机玻璃粉的D₅₀为100～300nm，D₁₀为10～70nm，D₉₀为400～700nm；所述无机玻璃粉的比重为5.0～7.5；所述无机玻璃粉的软化点在400～550℃之间；所述导电金属粉为银和/或铝粉；以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括5.0～20wt％的乙基纤维素，0.1～5.0wt％的助剂及75～90wt％的混合溶剂。

2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉通过溶胶-凝胶法制得。

3.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料还包括稀土氧化物添加剂，所述稀土氧化物添加剂为Y₂O₃、La₂O₃或Sm₂O₃粉末中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述银粉的粒径为0.1-3.0μm；所述铝粉为球形铝粉，所述球形铝粉的中值粒径为0.1～8.0μm。

5.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料为太阳能电池受光面用导电浆料，以受光面用导电浆料的总量为基准，所述受光面用导电浆料包括80～90wt％的银粉，0.5～8.0wt％的无机玻璃粉，5～15wt％的有机载体及0.1～2.0wt％的稀土氧化物添加剂。

6.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料为太阳能电池背光面用导电浆料，以背光面导电浆料的总量为基准，所述背光面导电浆料包括50～80wt％的银粉，1.0～10wt％的无机玻璃粉，10～30wt％的有机载体及0.5～5.0wt％的稀土氧化物添加剂。

7.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料为太阳能电池铝背场用导电浆料，以铝背场用导电浆料的总量为基准，所述铝背场用导电浆料包括70～80wt％的铝粉，1.0～5.0wt％的无机玻璃粉，10～20wt％的有机载体及0.5～5.0wt％的稀土氧化物添加剂。

8.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述助剂为聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇或十八醇中的一种或几种混合而成；所述混合溶剂由松油醇、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松节油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯和磷酸三丁酯中的两种或两种以上混合而成。

9.一种如权利要求1所述的太阳能电池用导电浆料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

S2、将步骤S1所得凝胶体系烘干、煅烧、粉碎得无机玻璃粉；

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯选自硅酸丙酯、硅酸已酯、硅酸丁酯、硅酸异丙酯、硅酸戊酯或硅酸已酯中的一种或几种。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硼酸酯选自硼酸乙酯、硼酸丁酯、硼酸丙酯或硼酸已酯中的一种或几种。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述pH＝0.5～2的条件为在金属硝酸盐的溶液或硅酸酯、硼酸酯的混合物或金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物体系中添加硝酸和醋酸。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯、硼酸酯的混合物中含有有机溶剂，所述有机溶剂为乙醇，所述硅酸酯、硼酸酯的质量之和：乙醇的质量＝1：1～5。

14.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为

700～850℃，时间为2～4小时。

15.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述金属硝酸盐包括硝酸铋、硝酸锌和硝酸铝。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯的质量：硼酸酯的质量：硝酸铋的质量：硝酸锌的质量：硝酸铝的质量＝5.0～20：5.0～30：40～70：5.0～20：3.0～15。

17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述金属硝酸盐还包括硝酸镁、硝酸钙或硝酸锑中的一种或几种。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯的质量：硼酸酯的质量：硝酸铋的质量：硝酸锌的质量：硝酸铝的质量：硝酸镁的质量：硝酸钙的质量：硝酸锑的质量＝5.0～20：5.0～30：40～70：5.0～20：3.0～15：2.0～8.0:1.0～5.0:1.0～5.0。

19.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括将酸和硅酸酯、硼酸酯混合物混合，控制反应体系的pH值，再与金属硝酸盐混合反应形成凝胶体系。

20.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括将含有金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物混合，搅拌加热的条件下，缓慢添加酸，控制反应体系的pH值，形成凝胶体系。

21.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为60～80℃，时间为2～5小时。

22.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述粉碎的方法为干磨。