CN103514972A

CN103514972A - 一种太阳能电池用银导电浆料、太阳能电池片及其制备方法

Info

Publication number: CN103514972A
Application number: CN201210209766.1A
Authority: CN
Inventors: 谭伟华; 廖辉; 管玉龙; 符燕青
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-06-25
Also published as: CN103514972B

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池用银导电浆料、用此银导电浆料制备的太阳能电池片及此太阳能电池片的制备方法。该银导电浆料包括导电相、无机粘结剂和有机载体，所述导电相包括银硅合金粉；以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的银硅合金粉，制备的种子层细且矮，不易发生断线现象，制备的正面电极表面状况良好，表面光滑，不会出现积点与孔洞等现象，同时焊接强度高，与硅基体片的粘结力强，为太阳能电池的制备奠定了基础，特别是相对于用现有的银导电浆料制备的种子层制备的电池填充因子和光电转化效率得到了很大的提高。且本发明的工艺简单易制备，成本低。

Description

一种太阳能电池用银导电浆料、太阳能电池片及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，更具体地说，本发明涉及一种太阳能电池用银导电浆料、用此银导电浆料制备的太阳能电池片及此太阳能电池片的制备方法。

背景技术

太阳能作为一种绿色能源，以其取之不竭、无污染、不受地域资源限制等优点越来越受到人们的重视。现有硅基太阳能电池一般通过将含有导电性金属粉末、玻璃粉及有机载体的导电浆料印刷在硅基材上，进行干燥和烧制制备电极和背场。太阳电池硅基材的背面电极一般为正极，涂覆的导电浆料通常为背面银浆；背表面一般涂覆含铝导电浆料，烧结后形成铝背场，它能显著提高电池的开路电压和光电转换效率；正面电极一般为负极，通过在镀减反射膜后采用丝网印刷正面银浆，然后过隧道炉烧结后直接得到正面银电极，正面银浆主要由功能性粉体（金属粉）、无机玻璃粉、有机载体混合搅拌并轧制而成，金属粉作为导电相，一般为银粉。正面电极在硅基材的受光面，影响太阳能光的接受率，其高宽比成为现有研究提高电池光电转化效率的重点和热点。

现有研究通过先丝网印刷一层种子层银浆，再进行光诱导电镀银工艺（LIP），丝印的种子层栅线细且矮，烧结后做为电镀纯银的导电层，得到的正面电极体电阻低，填充因子高，电池的光电转换效率有显著的提高，也能降低银导电浆料的用量，电镀银相对银浆的成本低，也降低了成本。现有研究的种子层银浆均为普通的正面银浆，即导电相一般为银粉，但此种浆料丝印后的种子层栅线的细密度达不到设计的要求，光诱导电镀后的正面电极栅线的宽度增加过大，遮光面积增大，电池的短路电流下降，虽然由于电镀导致填充因子有所提升，但整体上，电池的光电转换效率提高并不理想。

现有公开的正面银浆也有导电组分选自（ｉ）银颗粒和选自钯、铱、铂、钌、钛和钴的金属颗粒，（ｉｉ）包含银和选自钯、铱、铂、钌、钛和钴的金属的合金颗粒，以及（ｉｉｉ）银颗粒和芯－壳颗粒，其中在所述芯－壳颗粒中，选自钯、铱、铂、钌、钛和钴的金属被涂覆在银或铜的表面上。但该类导电功能粉体的熔点较高，烧结温度高，并不能很好的改善正面银浆的性能，同时，铱、钌、钴金属在烧结时可能在硅衬底中形成杂质原子，而成为少子的复合中心，降低了电池的电性能。也有公开一种太阳能电池正面电极用导电浆料，包括导电金属粉、合金粉、有机载体、功能添加剂，其中合金粉为银、锌、锡、硅、铜、镁、锗、金、铍、铝、铟、铈、镧、镓、铋、镍元素中的两种或者两种以上元素形成的合金粉，与功能添加剂作用，替换玻璃粉作为无机粘结剂，其导电相为银粉和/或银包铜粉。其中，可能的成分硅银合金与功能添加剂一起作为无机粘结剂，用量少，其导电功能粉体仍然为银粉和/或银包铜粉类金属粉，其用来制作种子层栅线时，丝印形成的种子层栅线的细密度仍然不够理想。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有的太阳能电池用银导电浆料印刷制备种子层栅线的细密度较低，导致光诱导电镀后的正面电极栅线的宽度增加过大，遮光面积增大，电池的短路电流下降，电池的光电转换效率不理想，提供一种能制备细密度较高、不易发生断线现象、不容易剥离脱落的种子层栅线，从而制备电阻低、填充因子高、电池的光电转换效率高、成本低的太阳能电池片的太阳能电池用银导电浆料、用此银导电浆料制备的太阳能电池片及此太阳能电池片的制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池用银导电浆料，该银导电浆料包括导电相、无机粘结剂和有机载体，所述导电相包括银硅合金粉；以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的银硅合金粉。

本发明的第二个目的是提供一种太阳能电池片，该太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片正表面的正面电极、硅基体片背表面的背电场及与背电场导通的背电极，其中，正面电极包括与硅基体片正表面接触的种子层及种子层表面的导电金属层，种子层由上述银导电浆料涂覆在硅基体片正表面后烧结制得。

本发明的第三个目的是提供上述太阳能电池片的制备方法，包括在硅基体片正表面制备正面电极、硅基体片背表面制备背电场及与背电场导通的背电极，其中，所述正面电极的制备包括在硅基体片正表面涂覆导电浆料烧结后形成种子层，再在种子层表面制备导电金属层，所述导电浆料为上述银导电浆料。其中，硅基体片背表面制备背电场及与背电场导通的背电极采用本领域技术人员公知的各种方法制备，可以是在硅基体片正表面制备正面电极之前也可以是在在硅基体片正表面制备正面电极之后，也可以是在制备正面电极时同时烧结等，本发明对其顺序没有限制。

本发明的发明人意外发现采用本发明的太阳能电池用银导电浆料烧结后形成的种子层特别是副栅线的种子层宽度细、高度矮，并且不易发生断线现象，提高了电池的受光面积，同时更易在其表面制备性能优良的导电金属层，制备的导电金属层高度可以增加更高，，但栅线宽度增加小，同时在本发明的太阳能电池片中银导电浆料形成的种子层仅作为载流子的导电通路，对其电阻率等要求低，可以进一步降低银导电浆料中的功能粉体的含量，降低材料成本等，其与表面导电金属层一起形成电极，体电阻较低。同时本发明的太阳能电池用银导电浆料烧结后形成的种子层与硅基体的附着力也强，推测可能银硅合金中含有少量硅原子，硅原子在烧结条件能与硅基体的硅原子相互作用，增强种子层与硅基体的粘着力；而且银硅合金粉的熔点较低，在一般峰值烧结温度910℃左右下，合金粉可能在未达到该温度段前发生熔融，熔融合金能充分填充合金粉体之间或硅基体表面间隙，从而形成较强的机械咬合，较大程度地增强了种子层与硅基体的粘着力；同时，银硅合金与硅基体的线膨胀系数差异小，银硅合金与硅基体粘接时的内应力也小，也能提高烧结后形成的种子层与硅基体的粘着强度，形成的正面电极不容易剥离脱落。

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银导电浆料，该银导电浆料包括导电相、无机粘结剂和有机载体，其中，导电相包括银硅合金粉；以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的银硅合金粉，制备的种子层栅线细密度较高、不易发生断线现象且与硅基体的粘结力强，从而制备电阻低、填充因子高、电池的光电转换效率高、成本低的太阳能电池片。

优选，银硅合金粉中的银元素含量为银硅合金粉总量的95.0~99.9wt%，进一步优选为96.0~99.5wt%。优化合金的熔点，优化银导电浆料的烧结温度，使银导电浆料的性能最佳。

优选，银硅合金粉为球形颗粒，所述颗粒的中值粒径D₅₀为0.1~1.0μm，进一步为0.3~0.8μm，优选为优化银导电浆料中颗粒的烧结活性，优化烧结后形成的金属膜层的密实度及外观。

优选，银硅合金粉的比表面积δ≥1.0m²/g，振实密度≥4.0g/cm³。优化粉体的烧结活性，优化烧结后形成的金属膜层的致密性，同时施工性能好。

银硅合金为采用本领域技术人员公知的各种技术制备的合金状态，可由成分均一的银硅合金块通过物理气相沉积方法（PHD）获得，也可采用金属银熔于硅中制成成分均一的合金熔融液，而后再采用雾化的方法得到合金粉体，而非简单的机械混合所得的各自的粉末混合状态，本发明优通过高温熔融法制成合金后再雾化得到。

优选，以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的导电相，2~15wt%的无机粘结剂及30~50wt%的有机载体，进一步优化浆料的性能，同时优化工艺成本。

优选，无机粘结剂为玻璃粉，优选，玻璃粉的软化点为480~530℃，进一步优化种子层的外观和附着力，优选，玻璃粉的中值粒径D₅₀为0.1-1.0μm。其中，本发明玻璃粉采用本领域技术人员公知各种应用于太阳能电池正面电极浆料中的玻璃粉，优选，玻璃粉可以为Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系和/或Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系。较佳情况下Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系的具体组成可以为70~80wt%的Bi₂O₃，8~15wt%的SiO₂，5~10wt%的ZnO，1~5wt%的TiO₂；Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系的具体组成可以为75~85wt%的Bi₂O₃，10~20wt%的SiO₂，1~5wt%的B₂O₃。

本发明的玻璃粉可以商购，也可以制备，制备方法采用本领域技术人员公知的玻璃粉的制备方法，本发明没有限制，例如采用V型混合机将各组成玻璃粉的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。

有机载体为现有技术的导电浆料中常用的有机体系，例如可以包括有机溶剂、增稠剂和选择添加的助剂等，其中，增稠剂可以包括乙基纤维素、硝化纤维素、树脂类粘结剂中的一种或几种。有机溶剂由本领域公知的溶剂组成，如松油醇、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松节油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯中的两种或两种以上混合而成。助剂为聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一种或几种混合而成。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。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例如润滑剂、触变剂等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。

本发明的上述银导电浆料的制备方法，可以将导电相、导电金属粉、无机粘结剂和有机载体混合并研磨至一定细度即可。其中，混合本发明没有限制，根据实际情况进行设计。例如具体可以为：

（1）将所述的增稠剂例如乙基纤维素、助剂例如润滑剂、触变剂溶解在松油醇或其他上述有机溶剂组成的混合溶剂中，在60~80℃下使乙基纤维素充分溶解并搅拌均匀，得到透明的有机载体。

（2）将有机载体置于高速分散机的不锈钢罐中，一边搅拌，一边加入玻璃粉和银硅合金粉，搅匀；分多次加入银硅粉，全部加完后，高速搅匀；再用三辊研磨机研磨细度至小于5μm，粘度处在40~80帕秒（NDJ-79型粘度计,75转/分钟,25℃下测量），制得太阳能电池银导电浆料。

本发明同时提供一种太阳能电池片，其中，太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片正表面的正面电极、硅基体片背表面的背电场及与背电场导通的背电极，其中，正面电极包括与硅基体片正表面接触的种子层及种子层表面的导电金属层，种子层由上述银导电浆料涂覆在硅基体片正表面后烧结制得。

正面电极一般包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，其中，主栅线和副栅线的个数本发明没有限制，一般为多个，一般主栅线间相互平行，副栅线与较近的主栅线连接，优选，副栅线的种子层的宽度为40~50μm，高度为2~5μm。主栅线的种子层的宽度本发明没有限制，可以较宽，高度一般为2~5μm。进一步优化了电池的受光面积，以及后续电镀得到的金属层的高度空间，优化正面电极的宽度，避免制备后的正面电极的栅线宽度的大幅增加。降低了太阳能电池正面电极的体电阻，提高了太阳能电池的光电转化效率，同时也降低了成本。

较佳情况下，本发明对于太阳能电池片的大小为156mm×156mm，主栅线为三个时，优选银导电浆料的涂覆量为25-35毫克/片。

导电金属层本发明为纯金属层，可以为电镀金属层，电镀金属种类本发明没有限制，例如可以为电镀银层、电镀铜层等，优选，导电金属层为电镀银层，电镀银层工艺成熟可靠，易实现，电导率高，焊接性能好，与种子层的粘结力也强。优选，电镀银层的厚度为10~15微米，优化了太阳能电池的电阻。

较佳情况下，对于太阳能电池片的大小为156mm×156mm，主栅线为三个时，优选，太阳能电池片的镀银量为120~170mg/片。

本发明同时提供了上述太阳能电池片的制备方法，包括在硅基体片正表面制备正面电极、硅基体片背表面制备背电场及与背电场导通的背电极，其中，正面电极的制备包括在硅基体片正表面涂覆导电浆料烧结后形成种子层，再在种子层表面制备导电金属层，导电浆料为上述银导电浆料。

在种子层表面制备导电金属层的方法为光诱导电镀，工艺成熟可靠、易实现，且制备的导电金属层性能优，与种子层有很好的粘结力和较低的体电阻。光诱导电镀的工艺采用本领域技术人员公知的各种光诱导电镀工艺，例如当导电金属层为银层时，光诱导电镀银（LIP）的工艺可以为将形成有种子层的硅基体片放入光诱导电镀电解槽（德国Schmid公司生产）中作为电解的阳极，将纯银棒作为电解的阴极，电解所用电解液为银的盐溶液（美国Dow公司生产），在35~40℃温度下进行电镀，光诱导电镀的时间及形成的导电金属层厚度可根据种子层高度以及需要形成的正面电极进行设计。

烧结的技术为本领域技术人员公知的各种烧结技术，例如可以采用过隧道炉烘干烧结，隧道炉温度可以成梯度分布，预热的温度为200~400℃，整个过隧道炉的时间为2分钟左右，较佳情况下，峰值烧结的峰值温度为890~910℃，时间约为0.5-1.5秒，出炉。

涂覆可以采用本领域技术人员公知的各种涂覆技术，优选丝网印刷。较佳情况下，具体工艺可以为采用网版为360目、线宽为30μm、线径为16μm、膜厚为5μm的网版将本发明的银导电浆料印刷在硅基体的正面，例如，对于太阳能电池片的大小为156mm×156mm，当主栅线为三个时，印刷湿重为25-35毫克/片。其中，硅基体片背表面制备背电场及与背电场导通的背电极的方法采用本领域技术人员公知的各种制备方法可以是在硅基体片的背表面印刷铝背场导电浆料和背面银导电浆料并烘干后，再印刷本发明的银导电浆料后入隧道炉一起烧结，同时形成了太阳能电池的背电场、背面电极和正面电极。其中，铝背场导电浆料和背面银导电浆料采用本领域技术人员公知的各种铝背场导电浆料和背面银导电浆料。

本发明的银导电浆料的银含量低，印刷种子层量少，在电池片上印刷种子层银浆并烧结后，得到的种子层栅线细密，与硅片附着力优良。光诱导电镀银后形成的电极栅线高宽比高，电极的体电阻低，焊接性能好，尤其是电池填充因子大，光电转换效率高，同时，整体上也降低了正面电极的制作成本。

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述。

实施例1

本实施例用于制备银导电浆料。

（1）玻璃粉的制备

取79wt%的Bi₂O₃、10wt%的SiO₂、8wt%的ZnO、3wt%的TiO₂，采用V型混合机混合均匀，装入瓷坩埚中，放入硅碳棒炉，升温预热到550℃，保温0.5h，再升至1250℃，熔炼0.5h，水淬过滤，将得到玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1：0.7，罐速300/分钟，球磨7h，过滤，烘干，再干磨1h，干磨时氧化锆球与玻璃珠的质量比为1：2。测试该玻璃粉的中粒径D₅₀为0.65μm，软化点（T_s）为510℃。

（2）有机载体的配置

按照质量比十二醇酯：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。以载体总量为基准，取13wt%乙基纤维素STD-100(陶氏产粘度为100)，2.0wt%十六醇，2.0wt%氢化蓖麻油，83wt%混合溶剂，加热到75℃，使其充分溶解，并搅拌均匀，得到均一的有机载体溶液。

（3）银导电浆料的制备

取占银导电浆料总量40wt%的上述有机载体溶液，置于高速分散机的不锈钢罐中，一边搅拌，一边加入占总量10wt%的上述制得的玻璃粉，搅拌均匀，然后加入占浆料总量50wt%、中粒径D₅₀为0.60μm的球形银硅合金粉（银元素含量为98.00±0.05wt%，其余为硅，比表面积1.58m²/g，振实密度5.15g/cm³，采用熔融雾化法生产），分多次加入，每次加入后先搅匀；全部加完后，高速搅匀；采用三辊研磨机进行研磨至细度小于5μm，得银导电浆料样品S1，测试其粘度为62.4帕秒。

实施例2

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S2，不同的是银硅合金粉，银硅合金粉中银元素含量为95.00±0.05wt%，银硅合金粉的振实密度为4.98g/cm³，测试样品S2的粘度为62.6帕秒。

实施例3

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S3，不同的是银硅合金粉，银硅合金粉中银元素含量为99.50±0.05wt%，银硅合金粉的振实密度为5.38g/cm³，测试样品S3的粘度为62.5帕秒。

实施例4

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S4，不同的是银硅合金粉的中值粒径D₅₀为0.15μm，比表面积为2.53m²/g，振实密度5.85g/cm³，测试样品S4的粘度为69.6帕秒。

实施例5

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S5，不同的是银硅合金粉的中值粒径D₅₀为0.95μm，比表面积为1.08m²/g，振实密度4.45g/cm³，测试样品S5的粘度为58.3帕秒。

实施例6

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S6，不同的是银硅合金粉的添加量为40wt%，玻璃粉的添加量为15wt%，有机载体的添加量为45wt%，测试样品S6的粘度为55.6帕秒。

实施例7

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S7，不同的是银硅合金粉的添加量为60wt%，玻璃粉的添加量为2wt%，有机载体的添加量为38wt%，测试样品S7的粘度为65.8帕秒。

实施例8

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品S8，不同是玻璃粉采用Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系，取82wt%的Bi₂O₃，15wt%的SiO₂，3wt%的B₂O₃，采用V型混合机混合均匀，装入瓷坩埚中，放入硅碳棒炉，升温预热到550℃，保温0.5h，再升至1250℃，熔炼0.5h，水淬过滤，将得到玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1：0.7，罐速300/分钟，球磨7h，过滤，烘干，再干磨1h，干磨时氧化锆球与玻璃珠的质量比为1：2。测试该玻璃粉的中粒径D₅₀为0.65μm，软化点（T_s）为525℃。测试样品S8的粘度为62.3帕秒。

对比例1

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品DS1，不同的是导电相为中值粒径D₅₀为0.60μm的球形纯银粉（采用化学还原法生产）。

对比例2

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品DS2，不同的是导电相为98.00wt%的中值粒径D₅₀均为0.60μm的球形纯银粉和2wt%的球形硅粉。

对比例3

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品DS3，不同的是导电相为球形银钛合金粉（银含量为99.00±0.05wt%，其余为钛）。

对比例4

采用与实施例1相同的方法制备银导电浆料样品DS4，不同的是银导电浆料包括60wt%的纯银粉、10wt%的银硅合金粉（银含量为90.00±0.05wt%，其余为硅）、25wt%的有机载体、5wt%的氧化锌。

性能测试

将上述所得的银导电浆料应用于太阳能电池片的制备，选用多晶硅片规格：156×156mm，厚度为200μm（腐蚀前），印刷前厚度为180μm，先采用200目的丝网印刷背面银浆料，烘干，再采用丝网目数为280目的丝网印刷背场铝浆料，烘干，烘干温度均为约150℃，时间为5分钟；然后采用360目、线宽为30μm、线径为16μm、膜厚为5μm的网版将实施例1-8及对比例1-4制备的银导电浆料S 1-S8及DS1-DS4分别印刷在硅片的正表面形成三主栅线电极线，印刷湿重均为30±5毫克，入隧道炉中烘干烧结，预热温度为200~400℃，峰值温度为900℃，整个过隧道炉的时间为2分钟左右，峰值烧结时间为1秒左右，得到正表面具有种子层的硅片，种子层栅线的高度为2~5μm，然后将这些硅片放入光诱导电镀电解槽中，以太阳能电池片为电解阴极，纯银棒作为电解阳极，银盐溶液为电解液，在35~40℃温度下进行电镀。电镀时间5分钟左右，形成12~15μm的银镀层，镀银量为120~170mg，，出槽后将电池片采用热风吹干，即得到太阳电池片样品S11-S18和DS11-DS14。

其中，背面场铝浆采用硕禾108C牌号，印刷湿重为1.4~1.6g，背面银浆采用杜邦PV505牌号，背银采用目前生产流行的三线八段制，印刷湿重为0.035~0.050g。本发明采用200片电池进行试验，测得的数据取平均值。

表面状况：采用3~5倍放大镜观察上述制备的太阳能电池片样品S11-S18和DS11-DS14的正表面上的正面电极表面状况，是否光滑、有无积点与孔洞。若表面光滑、无积点与孔洞等现象，则记为OK，否则记为NG。

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℃对上述制备的太阳能电池片样品S11-S18和DS11-DS14的正表面上的正面电极主栅线进行手工焊接。待电池片自然冷却后，使用山度SH-100拉力机沿45°方向对焊接好的电极进行拉力测试，单位为N。

与硅片的附着强度：将硅片整个背表面印刷上述实施例1-8及对比例1-4制备的银导电浆料S1-S8及DS1-DS4（与印刷背铝浆类似，此法仅用来测试银导电浆料与硅的附着强度），过隧道炉烧结后，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135°方向对其进行拉力测试，测其单位宽度上的平均剥离力，单位为N/cm。

填充因子与光电转化效率：采用单次闪光模拟测试仪器对上述制备的太阳能电池片样品S11-S18和DS11-DS14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℃。

测试结果如表1。

表1

本发明的太阳能电池用银导电浆料制备的种子层细且矮，不易发生断线现象，制备的正面电极表面状况良好，表面光滑，不会出现积点与孔洞等现象，同时焊接强度高，与硅基体片的粘结力强，为太阳能电池的制备奠定了基础，特别是相对于用现有的银导电浆料得到的种子层制备的电池，填充因子和光电转化效率得到了很大的提高。且本发明的工艺简单易制备，成本低。

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银导电浆料，其特征在于，包括导电相、无机粘结剂和有机载体，所述导电相包括银硅合金粉；以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的银硅合金粉。

2.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述银硅合金粉中的银元素含量为银硅合金粉总量的95.0~99.9wt%。

3.根据权利要求2所述的银导电浆料，其特征在于，所述银硅合金粉中的银元素含量为银硅合金粉总量的96.0~99.5wt%。

4.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述银硅合金粉通过高温熔融法制成合金后再雾化得到。

5.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述银硅合金粉为球形颗粒，所述颗粒的中值粒径D₅₀为0.1~1.0μm。

6.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述银硅合金粉的比表面积δ≥1.0m²/g，振实密度≥4.0g/cm³。

7.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，以银导电浆料的总量为基准，所述银导电浆料包括40~60wt%的导电相，2~15wt%的无机粘结剂及30~50wt%的有机载体。

8.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述无机粘结剂为玻璃粉，所述玻璃粉的软化点为480~530℃，所述玻璃粉的中值粒径D₅₀为0.1-1.0μm。

9.根据权利要求8所述的银导电浆料，其特征在于，所述玻璃粉为Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系和/或Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系。

10.根据权利要求1所述的银导电浆料，其特征在于，所述有机载体包括有机溶剂、增稠剂和助剂，所述增稠剂包括乙基纤维素、硝化纤维素或树脂类粘结剂中的一种或几种；所述有机溶剂选自松油醇、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松节油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚或乙二醇乙醚醋酸酯中的两种或两种以上；助剂选自聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇或十八醇中的一种或几种。

11.一种太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片包括硅基体片、硅基体片正表面的正面电极、硅基体片背表面的背电场及与背电场导通的背电极，所述正面电极包括与硅基体片正表面接触的种子层及种子层表面的导电金属层，所述种子层由权利要求1-10任意一项所述的银导电浆料涂覆在硅基体片正表面后烧结制得。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池片，其特征在于，所述正面电极包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，所述副栅线的种子层的宽度为40~50μm，高度为2~5μm。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片的大小为156mm×156mm，所述主栅线包括三个，，所述银导电浆料的涂覆量为25-35毫克/片。

14.根据权利要求11所述的太阳能电池片，其特征在于，所述导电金属层为电镀银层，所述电镀银层的厚度为10~15微米。

15.根据权利要求14所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片的大小为156mm×156mm，所述正面电极包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，所述主栅线包括三个，所述太阳能电池片的镀银量为120~170mg/片。

16.根据权利要求14所述的太阳能电池片，其特征在于，形成电镀银层的方法为光诱导电镀银，所述光诱导电镀银的电解液温度为35~40℃。

17.根据权利要求11所述的太阳能电池片，其特征在于，所述烧结包括预热和峰值烧结，所述预热的温度为200~400℃，所述峰值烧结的峰值温度为890~910℃。

18.根据权利要求11所述的太阳能电池片，其特征在于，所述涂覆的方法为丝网印刷。

19.根据权利要求18所述的太阳能电池片，其特征在于，所述太阳能电池片的大小为156mm×156mm，所述正面电极包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，所述主栅线包括三个，所述丝网印刷的网版为360目、线宽为30μm、线径为16μm、膜厚为5μm的网版。

20.一种如权利要求11所述的太阳能电池片的制备方法，包括在硅基体片正表面制备正面电极、硅基体片背表面制备背电场及与背电场导通的背电极，其特征在于，所述正面电极的制备包括在硅基体片正表面涂覆导电浆料烧结后形成种子层，再在种子层表面制备导电金属层，所述导电浆料为权利要求1-10任意一项所述的银导电浆料。

21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，在种子层表面制备导电金属层的方法为光诱导电镀。

22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述光诱导电镀的电解液温度为35~40℃。

23.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池片的大小为156mm×156mm，所述正面电极包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，所述主栅线包括三个，所述导电金属层为银层，所述光诱导电镀的镀银量为120~170mg/片。

24.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述烧结包括预热和峰值烧结，所述预热的温度为200~400℃，所述峰值烧结的峰值温度为890~910℃。

25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述峰值烧结的时间为0.5-1.5秒。

26.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方法为丝网印刷。

27.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池片的大小为156mm×156mm，所述正面电极包括主栅线和将太阳能电池正面电流汇集到主栅线与主栅线相连的副栅线，所述主栅线包括三个，所述丝网印刷的印刷湿重为25-35毫克/片。