CN103956198A - 一种晶体硅太阳能电池用正面银浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：该正面银浆由以下质量百分比的各组分制备：银粉85%～90%，改性有机粘合剂5%～12%，无机粘合剂1%～3.5%，以上各组分的质量百分比之和为100%。本发明采用物理法和化学法两种制备而成的银粉，以及改性有机粘合剂和玻璃粉，制备出的正面银浆印刷性优良，细栅线高宽比大，同时烧结温度要求低，不易烧穿pn结，从而有效的提高了Isc和Uoc的优点。

Description

一种晶体硅太阳能电池用正面银浆
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体的说是一种晶体硅太阳能电池用正面银浆。
背景技术
随着光伏产业的不断发展，晶体硅太阳能电池的结构也在不断的更新变化，电池片的效率也不断的在提升，从以前单晶15.0%转换效率到目前的19.0%，随着技术的提升及设备工艺的改进，效率还将不断升高。
市面上晶体硅电池片效率的提高很大程度上归功于电池片方阻的提高，从之前的硅片方阻为45Ω/□升高到现在的80-90Ω/□。提高电池片的方阻主要有几个方面的意义：1）较低的表面杂质浓度，有效降低了表面的杂质复合中心，从而提高了表面少子的存活率；2）增加短波的响应，从而有效的增加了Isc和Uoc。
但是，由于电池片的方阻提高，pn结就比较浅，烧结过程中就容易烧穿，降低Isc和Uoc，提高了次品率；再者电子转移到主栅线遇到的阻力也会增大，因此要求细栅线间的距离要短，间距变短意味着线的条数就要增加，同时为了不增加遮光面积，线的宽度就需要变窄，就会导致印刷性能降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中的上述不足，提供一种采用物理法和化学法两种制备而成的银粉，以及改性有机粘合剂和玻璃粉，制备出的正面银浆印刷性优良，细栅线高宽比大，同时烧结温度要求低，不易烧穿pn结，从而有效的提高了Isc和Uoc的晶体硅太阳能电池用正面银浆。
本发明所采用的技术方案为：一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，该正面银浆由以下质量百分比的各组分制备：银粉85%～90%，改性有机粘合剂5%～12%，无机粘合剂1%～3.5%，以上各组分的质量百分比之和为100%。
作为优选，本发明上述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，该正面银浆由以下质量百分比的各组分制备：银粉86%～89%，改性有机粘合剂8%～12%，无机粘合剂1%～3%。
作为优选，本发明所述的银粉是由物理法和化学法两种制备而成，其中物理法制备的银粉占整个银粉的60-70%、平均粒径为1.0～2.0μm；化学法制备的银粉占整个银粉的30-40%，平均粒径为0.8～1.2μm。
作为优选，所述的改性有机粘合剂的质量百分比成分为50%～60%的松油醇，8%～15%的丁基卡必醇，8%～15%的丁基卡必醇醋酸酯（二乙二醇丁醚醋酸酯），1%～5%的氢化蓖麻油，5%～15%的乙基纤维素，1%～3%的偶联剂（如KH550），1%～2%的卵磷脂及1%～5%的触变剂（聚酰胺蜡）。
作为优选，所述的无机粘合剂为硅酸盐玻璃粉，其质量百分比成分为SiO24.3%，Al2O30.4%，B2O32.0%，Zn3(PO4)28.3%，BaCO30.2%，MgO0.4%，TeO220%，P2O50.2%，Pb3O444.2%,Bi2O320%。
正面银浆的制备：按配方比例，将银粉、改性有机机粘合剂、无机粘合剂，混合均匀后用三辊研磨机轧浆2～5次后得到细度为12μm以下的正面银浆。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明原料中的银粉采用物理和化学两种银粉的合理配合，物理法即物理气相沉积法（如CN201110119245.2，《金属蒸发装置及用该装置制备超微细金属粉末的方法》记载的方法，为现有常规工艺）制备的银粉其是采用高温蒸发气相冷凝的制备工艺，该工艺获得的银粉具有分散性好，球型度高，杂质含量低的优点，因此，具有很好的印刷性，同时也能提高电极的导电性；而化学法（即液相化学还原法，如《矿冶》2003年04期《液相化学还原法制备纳米银粉》中的记载工艺；或CN201210133880.0《一种球形银粉及其制备方法》中的工艺等，为现有常规工艺）的银粉主要是采用还原法制备工艺，通过调节反应的温度及溶液的pH值来控制银粉的粒径及比表面积，该方法制备的银粉烧结活性高，烧结所要的温度低。因此，通过对两种方法获得的银粉进行有机的调配，能很好的满足浆料的印刷性及烧结活性的要求。
2.本发明硅酸盐玻璃粉的采用能促进导电银粉的烧结，能有效的降低欧姆接触，提高开路电压；同时本法的硅酸盐玻璃粉在烧结的过程中，起到很好的纽带作用，使银浆在电池表面形成很强的附着力；同时，本发明改性有机粘合剂具有润滑性、印刷性能好的优点。
3.本发明制备出的正面银浆印刷性优良，细栅线高宽比大，同时烧结温度要求低，常见的正银最高烧结温度一般在820度或以上，但这么高的温度很容易造成背面铝浆脱落，而本发明浆料的烧结温度在800度，不会造成铝浆的脱落。同时，在保证正电极附着力合格的前提下，不易烧穿pn结。因此，本发明是一款既增加了浆料的烧结活性，又提高了浆料的印刷性，从而有效的提高了Isc和Uoc的晶体硅太阳能电池用正面银浆。
具体实施方式
下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的限制，仅仅示例说明。
实施例1
1、金属导电粉
物理法银粉65%、平均粒径D50为1.5μm，化学法制备的银粉占35%，平均粒径D50为0.8μm。
2、改性有机粘合剂的制备
称取60%的松油醇，15%的丁基卡必醇，12%的丁基卡必醇醋酸酯，2.5%的氢化蓖麻油，7.5%的乙基纤维素，1.0%的偶联剂（如KH550），1.0%的卵磷脂及1.0%的触变剂（聚酰胺蜡），混合均匀，在120-130℃温度下边加热边搅拌的溶解方式，时间为110～120min，得到透明的改性有机粘合剂。
3、背银浆料的制备
按质量百分比86%的银粉10.8%的改性有机粘合剂，3.2%的硅酸盐玻璃粉(硅酸盐玻璃粉，其质量百分比成分为SiO24.3%，Al2O30.4%，B2O32.0%，Zn3(PO4)28.3%，BaCO30.2%，MgO0.4%，TeO220%，P2O50.2%，Pb3O444.2%,Bi2O320%)，混合均匀后用三辊研磨机（市售产品）轧浆5次后，得到细度≤12μm，粘度325kcps的正面银浆。
将上述浆料用325目丝网印刷于156mm×156mm多晶硅片上（厚度180±5μm），共印刷300片，经烘干、烧结后测试其电性能，得到平均值如下表1：
表1 制备样品经烘干、烧结后测试的电性能
外观性能优良，拉力测试结果为附着力大于3.5N。
实施例2
1、金属导电粉
物理法银粉70%、平均粒径D50为2.0μm，化学法制备的银粉占30%，平均粒径D50为0.8μm。
2、改性有机粘合剂的制备
称取60%的松油醇，15%的丁基卡必醇，12%的丁基卡必醇醋酸酯，2.5%的氢化蓖麻油，7.5%的乙基纤维素，1.0%的偶联剂，1.0%的卵磷脂及1.0%的触变剂；混合均匀，在80-100℃温度下边加热边搅拌的溶解方式，时间为60～80min，得到透明的改性有机粘合剂。
3、背银浆料的制备
按质量百分比87%的银粉，9.8%的改性有机粘合剂，3.2%的硅酸盐玻璃粉，混合均匀后用三辊研磨机轧浆5次后，得到细度≤12μm，粘度305kcps的正面银浆。
将上述浆料用325目丝网印刷于156mm×156mm多晶硅片上（厚度180±5μm），共印刷300片，经烘干、烧结后测试其电性能，得到平均值如下表2：
表2 制备样品经烘干、烧结后测试的电性能
外观性能优良，拉力测试结果为附着力大于3.0N。

Claims (5)

1.一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：该正面银浆由以下质量百分比的各组分制备：银粉85%～90%，改性有机粘合剂5%～12%，无机粘合剂1%～3.5%，以上各组分的质量百分比之和为100%。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：该正面银浆由以下质量百分比的各组分制备：银粉86%～89%，改性有机粘合剂8%～12%，无机粘合剂1%～3%。
3.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：所述的银粉是由物理气相沉积法和液相化学还原法两种制备混合而成，其中物理气相沉积法制备的银粉占整个银粉的60-70%、平均粒径为1.0～2.0μm；液相化学还原法制备的银粉占整个银粉的30-40%，平均粒径为0.8～1.2μm。
4.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：所述的改性有机粘合剂质量百分比成分为50%～60%的松油醇，8%～15%的丁基卡必醇，8%～15%的丁基卡必醇醋酸酯，1%～5%的氢化蓖麻油，5%～15%的乙基纤维素，1%～3%的偶联剂，1%～2%的卵磷脂及1%～5%的触变剂。
5.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于：所述的无机粘合剂为硅酸盐玻璃粉，其成分质量百分比组成为SiO24.3%，Al2O30.4%，B2O32.0%，Zn3(PO4)28.3%，BaCO30.2%，MgO0.4%，TeO220%，P2O50.2%，Pb3O444.2%,Bi2O320%。
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