CN103578598B - 晶体硅se太阳电池向光面种子层浆料及其制备方法、晶体硅se太阳电池片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料及其制备方法，所述种子层浆料中含有功能粉体、无机玻璃粉和有机载体；所述功能粉体中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉选自锡粉或/和铅粉，所述B粉为硅粉，所述C粉为铋粉或/和锑粉。本发明还提供了采用该种子层浆料制备晶体硅SE太阳电池片的方法以及由该方法制备得到的晶体硅SE太阳电池片。采用本发明提供的种子层浆料烧结后形成电极栅线，其细密度较高，且与硅片附着力良好，电镀后焊接性能好，串阻低，在电极线下形成选择性发射极（SE）区域，形成的晶体硅SE太阳电池片的光电转化效率得到明显提高。同时，该种子层浆料中不使用或少量使用金属银，能有效降低SE太阳电池片正面电极的制作成本。

Description

晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料及其制备方法、晶体硅SE太阳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，具体涉及一种晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料及其制备方法、一种晶体硅SE太阳电池片的制备方法以及由该制备方法制备得到的晶体硅SE太阳电池片。

背景技术

晶体硅太阳电池以其工艺流程简单、转化效率高、便于大规模生产等优点迅速发展起来，并占据了目前光伏市场80%以上的份额。目前该行业研究的重点是如何将实验室的高效电池实现大规模商业化化。常规的晶体硅太阳电池商业化生产工艺是将P型硅衬底放入管式扩散炉中进行较低浓度的磷扩散，扩散后硅片的表面方阻在50~120Ω/□，扩散区形成N型发射极，然后印刷向光面银浆，烧结后形成电池的向光面电极，该工艺流程简单、成熟，设备相对较少但得到的电池的效率不是很高。但是较低磷扩散，导致银电极与硅衬底的欧姆接触效果差，串联电阻大，电池的填充因子低。

直接印刷掩膜层法是目前大批量生产运用得比较好的一种获得选择性发射结（简称SE）太阳电池的方法，该方法是先将硅片在扩散炉中进行较高浓度的磷扩散，而后利用蜡或其他掩膜保护银电极下的重扩散区域（20~50Ω/□），而对发射极区域进行深度化学腐蚀，使腐蚀区形成浅扩散区（70~120Ω/□），与普通电池制作相比，该工艺增加了一定的设备成本和原材料成本，并且腐蚀区域的边缘线较难控制，向光面的丝网印刷浆料线与掩膜保护区的对齐也尤其困难。

电极浆料掺杂法是一种较简便的获得SE电池的方案，其通过在向光面银浆中掺入高浓度的磷源，以期望在烧结的过程中磷渗入硅中以形成较高浓度N+掺杂，但是磷容易挥发，并且磷在硅中的扩散系数较小，在通常的峰值烧结温度（900℃左右）及烧结时间下（整个过隧道炉时间为2分钟左右，峰值温度区域段时间只有1秒左右），浆料中的磷很难达到预期的掺杂效果。

从电池电极方面进行改进，提高太阳电池的光电转换效率的方法之一是光诱导电镀银工艺（LIP）。该工艺的方法是首先在硅片的向光面印刷银浆，过隧道炉烧结后形成种子层电极栅线，然后再对种子层电极栅线进行光诱导电镀银。LIP工艺一方面改善了烧结后的种子层电极栅线的结构，另一方面也可降低正面银浆的用量。但是，目前还未有适合于用作LIP工艺的种子层浆料的成熟产品。采用LIP工艺制作向光面电极的生产厂家，都沿用以前常规丝网印刷的向光面电极银浆作为种子层浆料，其导致丝印后电极栅线的细密度达不到设计要求，后续光诱导电镀后的电极栅线的宽度增加过大，遮光面积增大，使得电池最终光电转换效率的提升效果并不显著。

发明内容

本发明解决了现有技术中LIP工艺制作SE太阳电池过程中没有合适的种子层浆料，导致丝印后电极栅线达不到要求，使得光电转换效率仍较低的技术问题。

本发明提供了一种晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料，所述种子层浆料中含有功能粉体、无机玻璃粉和有机载体；所述功能粉体中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉选自锡粉或/和铅粉，所述B粉为硅粉，所述C粉为铋粉或/和锑粉。

本发明还提供了所述晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料的制备方法，包括将无机玻璃粉先分散于有机载体中，然后分批加入功能粉体，研磨后得到所述晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料。

进一步地，本发明提供了一种晶体硅SE太阳电池片的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背面依次印刷背面银导电浆料和背场铝浆料，烘干后在硅片正面印刷本发明提供的种子层浆料，入隧道炉烘干并烧结后在硅片正面形成电极栅线，然后在电极栅线表面进行光诱导电镀银，得到所述晶体硅SE太阳电池片。

最后，本发明提供了一种晶体硅SE太阳电池片，所述晶体硅SE太阳电池片由本发明提供的制备方法制备得到。

本发明提供的晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料，采用A粉、B粉和C粉的混合物（其中A粉为锡粉或/和铅粉，B粉为硅粉，C粉为铋粉或/和锑粉）作为功能粉体，采用该种子层浆料烧结后形成种子层电极栅线，其细密度较高，且与硅片附着力良好，电镀后焊接性能好，因在电池的正面电极线下形成选择性发射极（SE）区域，电池的串联电阻低，形成的太阳电池片的光电转化效率得到明显提高。同时，该种子层浆料中不使用或少量使用金属银，能有效降低电池片正面电极的制作成本。

具体实施方式

本发明提供了一种晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料，所述种子层浆料中含有功能粉体、无机玻璃粉和有机载体；所述功能粉体中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉选自锡粉或/和铅粉，所述B粉为硅粉，所述C粉为铋粉或/和锑粉。

本发明提供的晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料，采用A粉、B粉和C粉的混合物（其中A粉为锡粉或/和铅粉，B粉为硅粉，C粉为铋粉或/和锑粉）作为功能粉体，采用该种子层浆料烧结后形成种子层电极栅线，其细密度较高，且与硅片附着力良好，电镀后焊接性能好，串阻低，在电极线下形成选择性发射极（SE）区域，形成的晶体硅SE太阳电池片的光电转化效率得到明显提高。同时，该种子层浆料中不使用或少量使用金属银，能有效降低SE太阳电池片正面电极的制作成本。

优选情况下，以功能粉体的总质量为基准，其中A粉的含量为90~98wt%，B粉的含量为1~5wt%，C粉的含量为1~5wt%。具体地，所述功能粉体中，A粉（即锡粉或/和铅粉）为功能粉体的主体，其作为导电金属粉末，其熔点较银的熔点低。A粉在功能粉体中占绝大部分含量，而A粉的熔点较低，在通常的烧结温度与时间下，能发生短时间熔融并流动，而B粉（即硅粉）因具有较高的熔点，因此，其颗粒状分布于熔融的A粉中，对A粉起一个骨架支撑作用，并且在高温下B粉中硅原子与硅片的硅原子发生相互作用，可增强烧结后的残余物与硅片的附着力。同时，熔融A粉能充分填充功能粉体之间或硅片表面的间隙，从而形成较强的机械咬合，进一步增强种子层浆料烧结残余物与硅片的附着力。而功能粉体中的C粉作为功能粉体中的N型掺杂源，在目前常规烧结状况下，铋或锑原子对硅基底的扩散浓度不够，形成掺杂效果不好。因此本发明中，优选情况下，适当提高烧结峰值温度，并延长烧结时间，在具有较高软化点T_s的无机玻璃粉的作用下，含有C粉的种子层浆料烧结时可在种子层下的硅片中形成有效浓度的N+型掺杂，从而在正面电极线下形成选择性发射极（SE）区域。同时，较高温度的烧结可使种子层电极栅线对硅片的附着力更牢固，有机残余物更少，种子层体积电阻更小。

本发明中，所述功能粉体中的金属粉体（例如A粉（即锡粉或/和铅粉）、C粉（即铋粉或/和锑粉））的粒径需严格控制，粒径太大，则会导致浆料烧结后形成种子层电极栅线致密度不够，从而影响载流子的传输；而粒径太小，该类粉体的烧结活性太强，功能粉体在熔融时易发生流失，造成烧结后电极栅线发生断线现象。优选情况下，所述A粉的中粒径D₅₀为0.2~2.0μm，更优选为0.5~1.0μm。类似地，所述C粉的中粒径D₅₀为0.2~2.0μm，更优选为0.5~1.0μm。

所述B粉（即硅粉）的中粒径D₅₀为20~300nm，更优选为50-150nm。

为了进一步减少电镀前种子层电极栅线的体积电阻，作为本发明的一种优选实施方式，所述功能粉体中还含有D粉，所述D粉为银粉。通过D粉（即银粉）的加入，能增强浆料形成的种子层电极栅线的导电功能。以功能粉体的总质量为基准，D粉的含量为1.0~10wt%。本发明中，所述D粉的中粒径D₅₀为0.1~2.0μm，更优选为0.2~1.0μm。所述D粉的比表面积为1.0~3.0m²/g，振实密度为4.0~5.0g/cm³。更优选情况下，所述银粉采用球形微细银粉。

本发明提供的种子层浆料中，以浆料总质量为基准，其中功能粉体含量为40~70wt%，无机玻璃粉含量为5~15wt%，有机载体含量为20~45wt%。由于其中功能粉体的含量仅占浆料总量的40-70wt%，即功能粉体的含量远低于目前的常规正面银浆中的银粉含量，因此本发明提供的种子层浆料一方面可降低材料的成本，另一方面可降低浆料的粘稠度，优化其施工性能，防止浆料印刷后形成的种子层电极栅线出现断线现象。

本发明中，所述无机玻璃粉和有机载体均为现有技术中常规正面银浆中常用的各种无机玻璃粉、有机载体，本发明没有特殊限定。

例如，所述无机玻璃粉为Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系玻璃粉和/或Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系玻璃粉。优选情况下，所述无机玻璃粉的中粒径D₅₀为0.1-1.0μm、软化点T_s为500~600℃。

其中，Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系玻璃粉的组成为：70~80wt%的Bi₂O₃，8~15wt%的SiO₂，5~10wt%的ZnO，1~5wt%的TiO₂。Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系玻璃粉的组成为75~85wt%的Bi₂O₃，10~20wt%的SiO₂，1~5wt%的B₂O₃。

本发明中，所述无机玻璃粉可直接采用商购产品，也可自己制备，制备方法为本领域技术人员公知。例如，制备所述无机玻璃粉的方法可以为：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，升温至550~600℃保温0.5~1.0h，再升温至1250~1300℃保温1.5~2.5h，水淬过滤得到玻璃珠，球磨后得到所述无机玻璃粉。其中，研磨包括先湿磨后干磨，例如可以为：将玻璃珠装入球磨罐，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。

所述有机载体中含有有机溶剂、增稠剂和助剂。其中，所述有机溶剂可以采用现有技术中常用的多种溶剂的组合，例如可选自松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇（DBP）、松节油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、十二醇酯中的两种或两种以上。所述增稠剂选自乙基纤维素、硝化纤维素、树脂类粘结剂中的一种或多种。所述助剂选自聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一种或多种。以所述有机载体的总质量为基准，其中溶剂的含量为70-95wt%，增稠剂的含量为3.0-15wt%，助剂的含量为0.5-5.0wt%。所述有机载体的制备方法也为本领域人员所公知，直接将增稠剂以及助剂加入至有机溶剂中，在50~80℃下使其充分溶解并搅拌均匀，即可得到透明均一的有机载体。

本发明还提供了所述晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料的制备方法，包括将无机玻璃粉先分散于有机载体中，然后分批加入功能粉体，研磨后得到所述晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料。

其中，分散可采用高速分散机进行。优选情况下，所述功能粉体的分批次数为2-3次，每次加入后搅拌均匀，再加入下一批次；全部加完后，高速搅拌均匀。所述研磨可采用三辊研磨机进行。优选情况下，研磨至浆料细度小于5μm、粘度为50~90Pa·s即可。其中，粘度采用NDJ-79型粘度计在75转/分钟、25℃下测量得到。

本发明提供了还一种晶体硅SE太阳电池片的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背面依次印刷背面银导电浆料和背场铝浆料，烘干后在硅片正面印刷本发明提供的种子层浆料，入隧道炉烘干并烧结后在硅片正面形成电极栅线，然后在电极栅线表面进行光诱导电镀银，得到所述晶体硅SE太阳电池片。

本发明中，所述背面银导电浆料、背场铝浆料均为本领域技术人员常用的各种常规浆料，本发明没有特殊限定，此处不再赘述。所述硅片可为单晶硅片或多晶硅片，本发明没有特殊限定。

采用本发明提供的种子层浆料对太阳电池的向光面进行丝网印刷，烧结后形成电池片的种子层电极栅线,然后对电池片进行光诱导电镀（LIP）纯银，即可得到具有选择性发射极（SE）结构的太阳电池片。

本发明中，印刷种子层浆料的方法为丝网印刷。本发明的发明人发现，采用丝网印刷种子层浆料并烧结得到种子层电极栅线，其不会发生断线现象，并且种子层副栅线越细、越矮越好。这是因为，副栅线越细，遮光面积越小；而栅线越矮，种子层栅线与硅的接触电阻越小、在栅线的高度方向的电阻也越小，同时预留给后续电镀银的高度空间增加，此时，电极栅线的体积电阻主要由电镀银的性质决定，从这个意义上讲，并不要求种子层浆料烧结后残余物的电阻率很低，种子层只需要能提供载流子的导电通路即可，而电池片向光面的电极栅线的体积电阻的减少主要是依靠较厚的电镀银层来实现的。优选情况下，所述丝网印刷可采用360目、线宽为30μm、线径为16μm、膜厚为5μm的丝网进行，但不局限于此。本发明中，丝网印刷时种子层浆料的印刷用量可根据电池片的尺寸进行适当选择。例如，针对156×156mm电池片，印刷湿重为30-40mg，即每片156×156m型电池片的种子层浆料印刷湿重为30-40mg。

如前所述，本发明中，需适当提高烧结峰值温度，并延长烧结时间，在具有较高软化点T_s的无机玻璃粉的作用下，使得含有C粉的种子层浆料烧结时在种子层下的硅片中形成有效浓度的N+型掺杂，从而在正面电极线下形成选择性发射极（SE）区域。优选情况下，烧结时的预热温度为300~500℃，峰值温度为940~980℃，整个过隧道炉的时间为3~5min，峰值烧结时间为2~4s。

通过丝网印刷和烧结，得到向光面印刷有电极栅线的硅片，该电极栅线的宽度为40~50μm，高度为3~6μm。然后再采用光诱导电镀银工艺（LIP）工艺在电极栅线上进行光诱导电镀银。所述光诱导电镀银的方法为本领域技术人员所公知，本发明没有特殊限定。

优选情况下，光诱导电镀银时电解液温度为35~40℃，镀层厚度为8~12μm。具体地镀银量可根据电池的尺寸进行适当选择。流入，针对156×156mm电池片，镀银量为100-150mg，即每片156×156mm电池片的镀银量为100-150mg。电镀完成出槽后，将电池片整体采用热风吹干，即得到本发明提供的晶体硅SE太阳电池片。

因此，本发明最后提供了一种晶体硅SE太阳电池片，所述晶体硅SE太阳电池片由本发明提供的制备方法制备得到。

采用本发明提供的种子层浆料以及制备方法，制备晶体硅SE太阳电池片，不需要额外的设备和工艺步骤，扩散、腐蚀、金属化工艺与传统电池的制作工艺完全相同，也不需要直接印刷掩膜层法所需要的掩膜材料、对正工艺及设备，大大简化了生产工艺和生产成本。并且，采用本发明提供的种子层浆料印刷后得到的电极栅线细密，烧结后与硅片附着力优良，电镀后焊接性能好，串阻低，电池片的光电转换效率明显得到提高。同时，种子层浆料中不使用或少量使用金属银，因此也极大地降低了电池片正面电极的制作成本。

以下结合实施例将对本发明做进一步的说明。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到，本发明没有特殊限定。

实施例1

（1）无机玻璃粉的制备

称取78wt%的Bi₂O₃、10wt%的SiO₂、8wt%的ZnO、4wt%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，将得到的玻璃珠装入球磨罐，控制质量比氧化锆球：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，得到本实施例的无机玻璃粉，测试其中粒径D₅₀为0.67μm，软化点T_s为520℃。

（2）有机载体的制备

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将其混合均匀，得到混合溶剂。以载体总量为基准，称取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，加热至75℃使其充分溶解，并搅拌均匀，得到均一的有机载体。

（3）种子层浆料S1的制备

取94wt%金属锡粉（中粒径D₅₀为0.72±0.1μm，上海宏瑞实业股份有限公司生产，纯度≥99.90%，后续实施例除非特别说明，否则锡粉参数与本实施例相同），3wt%硅粉（中粒径D₅₀为90±10nm，北京德科岛晶科技股份有限公司生产，纯度≥99.90%，后续实施例除非特别说明，否则硅粉参数与本实施例相同），3wt%的金属铋粉（中粒径D₅₀为80±10nm，上海水田材料科技有限公司生产，纯度≥99.9%，后续实施例除非特别说明，否则铋粉参数与本实施例相同），采用V型混合机将其混合均匀，得到功能粉体。以浆料总量为基准，取40wt%由步骤（2）得到的有机载体，置于高速分散机的不锈钢罐中，一边搅拌，一边加入占浆料总量8.0wt%的步骤（1）得到的无机玻璃粉，搅拌均匀，然后分3次加入52wt%功能粉体，每次加入后先搅匀，再加下一次；全部加完后，高速搅匀。最后采用三辊研磨机进行研磨至浆料细度小于5μm，采用NDJ-79型粘度计在75转/分钟、25℃下测量其粘度为68.2Pa·s，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料，记为S1。

实施例2

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S2，不同之处在于：

步骤（3）中，功能粉体的组分为：98wt%金属锡粉，1wt%硅粉，1wt%金属铋粉；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S2，其粘度为67.6Pa·s。

实施例3

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S3，不同之处在于：

步骤（3）中，功能粉体的组分为：90wt%金属锡粉，5wt%硅粉，5wt%金属铋粉；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S3，其粘度为70.2Pa·s。

实施例4

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S4，不同之处在于：

步骤（3）中，采用金属铅粉（中粒径D₅₀为0.83±0.1μm，上海宏瑞实业股份有限公司生产，纯度≥99.9%）替代实施例1中的金属锡粉，采用金属锑粉（中粒径D₅₀为65±10nm，上海水田材料科技有限公司生产，纯度≥99.95%）替代实施例1中的金属铋粉；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S4，其粘度为72.9Pa·s。

实施例5

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S5，不同之处在于：

步骤（3）中，将金属铋粉改为金属铋粉和锑粉的混合物（金属铋粉与金属锑粉的质量比为1:1）；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S5，其粘度为68.9Pa·s。

实施例6

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S6，不同之处在于：

步骤（3）中，采用金属铅粉（中粒径D₅₀为0.83±0.1μm，上海宏瑞实业股份有限公司生产，纯度≥99.9%）与金属锡粉的混合物（金属铅粉与金属锡粉的质量比为1:1）替代实施例1中的金属锡粉；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S6，其粘度为70.2Pa·s。

实施例7

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S7，不同之处在于：

步骤（3）中，功能粉体的组分为：92wt%金属锡粉，3wt%硅粉，3wt%金属铋粉,2wt%球形微细银粉（银粉中粒径D₅₀处在0.67±0.05μm，比表面积σ为1.22m²/g，振实密度为4.42g/cm³，采用化学还原法生产，四川长城金银股份有限公司产品）；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S6，其粘度为64.3Pa·s。

实施例8

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S8，不同之处在于：

步骤（3）中，功能粉体中金属锡粉的中粒径D₅₀为1.86±0.1μm，硅粉的中粒径D₅₀处在1.75±0.1μm，金属铋粉的中粒径D₅₀在1.97±0.1μm；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S8，其粘度为54.8Pa·s。

实施例9

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S9，不同之处在于：

步骤（3）中，功能粉体用量为70wt%，玻璃粉用量为2wt%，有机载体用量为28wt%；

通过上述步骤，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S9，其粘度为85.8Pa·s。

对比例1

采用与实施例1相同的步骤制备本对比例的晶体硅SE太阳电池片向光面导电浆料DS1，不同之处在于：

步骤（3）中，采用52wt%球形微细银粉（银粉中粒径D₅₀处在0.67±0.05μm，比表面积σ为1.22m²/g，振实密度为4.42g/cm³，采用化学还原法生产，四川长城金银股份有限公司产品）替代实施例1中的52wt%的功能粉体；

通过上述步骤，得到本对比例的晶体硅SE太阳电池片向光面导电浆料DS1，其粘度为48.8Pa·s。

对比例2

采用与实施例1相同的步骤制备本对比例的晶体硅SE太阳电池片向光面导电浆料DS2，不同之处在于：

步骤（2）中，有机载体的组分为：9wt%乙基纤维素STD-4(陶氏产，粘度为4)，1.0wt%十六醇，3.0wt%氢化蓖麻油，87wt%混合溶剂；

步骤（3）中，取85wt%纯银粉（采用化学还原法生产，中粒径D₅₀为1.15±0.10μm，比表面积为1.23m²/g，振实密度5.25g/cm³，日本DOWA公司产品），5wt%无机玻璃粉，10wt%有机载体，采用搅拌器加以搅拌，然后经过碾磨加工，得到本对比例的晶体硅SE太阳电池片向光面导电浆料DS2。

实施例10

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导电浆料（杜邦PV505，三线八段制，印刷湿重为0.035~0.050g），烘干，再采用丝网目数为280目的丝网印刷背场铝浆料（硕禾108C，印刷湿重为1.4~1.6g），烘干，烘干温度均为150℃，烘干时间为5分钟。然后采用360目、线宽为30μm、线径为16μm、膜厚为5μm的丝网将晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S1印刷在硅片的向光面上，印刷湿重为30±5毫克，入隧道炉中烘干烧结，预热温度为300~500℃，峰值温度为965℃，整个过隧道炉的时间为3分钟45秒，峰值烧结时间为2.5秒，形成电极栅线。再采用光诱导电镀银工艺在电极栅线上进行光诱导电镀银，电解液温度为35℃，镀层厚度为14μm，镀银量为140mg。电镀后出槽，将电池片整体采用热风吹干，得到本实施例的晶体硅SE太阳电池片，记为S’1。

实施例11-18

采用与实施例10相同的步骤制备晶体硅SE太阳电池片S’2-S’9，不同之处在于：分别采用晶体硅SE太阳电池片向光面种子层浆料S2-S9取代实施例10中的S1。

对比例3-4

采用与实施例10相同的步骤制备晶体硅SE太阳电池片DS’1-DS’2，不同之处在于：分别采用体硅SE太阳电池片向光面导电浆料DS1-DS2取代实施例10中的S1。

性能测试

本发明采用200片电池进行试验，测得的数据取平均值。

（1）表面状况：采用3~5倍放大镜观察各晶体硅SE太阳电池片S’1-S’9和DS’1-DS’2的向光面电极表面状况，若表面光滑、无积点与孔洞现象，记为OK，否则记为NG。

（2）与硅片的附着强度：将硅片整个背表面分别印刷浆料S1-S9和DS1-DS2，过隧道炉烧结。将光伏玻璃、EVA、印刷浆料并烧结后的硅片、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。

（3）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℃下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拉力机沿45°方向对焊接好的电极进行拉力测试，单位为N。

（4）填充因子与光电转化效率：采用单次闪光模拟测试仪器对各电池片S’1-S’9和DS’1-DS’2进行测试得到。测试条件为标准测试条件(STC)：光强：1000W/m²；光谱：AM1.5；温度：25℃。

以上测试重复200次，记录其平均值。测试结果如表1所示中。

表1

。

从表中S’1-S’9与DS’1-DS’2测试结果比较可以看出，采用本发明的种子层银浆料和LIP电极制作工艺得到的晶体硅SE太阳电池片，向光面电极栅线外观良好，与硅片附着力优良，与光伏焊带的焊接强度高，电池填充因子大，平均光电转换效率得到显著提高，并且，采用本发明的正电极制作工艺，种子层银浆料的用量也大大减少，有效地降低了向光面电极的制作成本，增加了晶体硅太阳电池发电与传统发电的竞争力。DS’2中电极栅线出现断线现象。

Claims (16)

1.一种晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料，其特征在于，所述种子层浆料中含有功能粉体、无机玻璃粉和有机载体；所述功能粉体中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉选自锡粉或/和铅粉，所述B粉为硅粉，所述C粉为铋粉或/和锑粉;以功能粉体的总质量为基准，其中A粉的含量为90~98wt%，B粉的含量为1~5wt%，C粉的含量为1~5wt%。

2.根据权利要求1所述的种子层浆料，其特征在于，所述A粉的中粒径D₅₀为0.2~2.0μm，所述B粉的中粒径D₅₀为20~300nm，所述C粉的中粒径D₅₀为0.2~2.0μm。

3.根据权利要求1所述的种子层浆料，其特征在于，所述功能粉体还含有D粉，所述D粉为球形微细银粉。

4.根据权利要求3所述的种子层浆料，其特征在于，所述功能粉体中，A粉、B粉、C粉及D粉的重量含量比为90~98：1~5：1~5：1.0~10。

5.根据权利要求3所述的种子层浆料，其特征在于，所述D粉的中粒径D₅₀为0.1~2.0μm，比表面积为1.0~3.0m²/g，振实密度为4.0~5.0g/cm³。

6.根据权利要求1所述的种子层浆料，其特征在于，以浆料总质量为基准，其中功能粉体含量为40~70wt%，无机玻璃粉含量为5~15wt%，有机载体含量为20~45wt%。

7.根据权利要求1或6所述的种子层浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉的中粒径D₅₀为0.1-1.0μm、软化点T_s为500~600℃。

8.根据权利要求1或6所述的种子层浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉为Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系玻璃粉和/或Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系玻璃粉；其中，Bi₂O₃-SiO₂-ZnO体系玻璃粉的组成为：70~80wt%的Bi₂O₃，8~15wt%的SiO₂，5~10wt%的ZnO，1~5wt%的TiO₂；Bi₂O₃-SiO₂-B₂O₃体系玻璃粉的组成为75~85wt%的Bi₂O₃，10~20wt%的SiO₂，1~5wt%的B₂O₃。

9.根据权利要求8所述的种子层浆料，其特征在于，制备所述无机玻璃粉方法为：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，升温至550~600℃保温0.5~1.0h，再升温至1250~1300℃保温1.5~2.5h，水淬过滤得到玻璃珠，球磨后得到所述无机玻璃粉。

10.根据权利要求1所述的种子层浆料，其特征在于，所述有机载体中含有有机溶剂、增稠剂和助剂；所述有机溶剂选自松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、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、十二醇酯中的两种或两种以上；所述增稠剂选自乙基纤维素、硝化纤维素、树脂类粘结剂中的一种或多种；所述助剂选自聚酰胺粉末、改性氢化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一种或多种。

11.权利要求1所述的晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料的制备方法，其特征在于，包括将无机玻璃粉先分散于有机载体中，然后分批加入功能粉体，研磨后得到所述晶体硅SE太阳电池向光面种子层浆料；所述功能粉体中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉选自锡粉或/和铅粉，所述B粉为硅粉，所述C粉为铋粉或/和锑粉;以功能粉体的总质量为基准，其中A粉的含量为90~98wt%，B粉的含量为1~5wt%，C粉的含量为1~5wt%。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，研磨至浆料细度小于5μm、粘度为50~90Pa·s。

13.一种晶体硅SE太阳电池片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先在硅片背面依次印刷背面银导电浆料和背场铝浆料，烘干后在硅片正面印刷权利要求1-10任一项所述的种子层浆料，入隧道炉烘干并烧结后在硅片正面形成电极栅线，然后在电极栅线表面进行光诱导电镀银，得到所述晶体硅SE太阳电池片。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，印刷种子层浆料的方法为丝网印刷，印刷湿重为30-40mg；烧结时的预热温度为300~500℃，峰值温度为940~980℃，整个过隧道炉的时间为3~5min，峰值烧结时间为2~4s。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，光诱导电镀银的电解液温度为35-40℃，镀银厚度为8-12μm，镀银量为100-150mg。

16.一种晶体硅SE太阳电池片，其特征在于，所述晶体硅SE太阳电池片由权利要求13-15任一项所述的制备方法制备得到。