CN104193179B - 一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉,包括如下质量百分数组分：氧化铋？40-60%；氧化铝？10-20%；二氧化硅？10-20%；氧化镧？0.5-3%；氧化钆？0.5-3%；氧化硼？10-20%；碳酸钠？1-3%；碳酸钾？5-10%；氧化锆？0.5-3%。本发明一种硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉，具有熔点低和玻璃化转变温度低特点，高温熔融状态下对硅基板及银粉有良好的润湿性，能够穿透减反射膜层形成良好的欧姆接触，此种玻璃粉基本不存在大于1000纳米颗粒的玻璃粉（包括团聚物），且玻璃粉在浆料分散性异常的优秀，在硅电池片过红外线烧结炉烧结时大大减少因玻璃粉对硅基板减反射膜侵蚀过度而产生的低效片，从而提高硅太阳能电池片整体的转化效率。

Description

一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及硅太阳能正面银浆玻璃粉技术领域，具体涉及一种用于硅太阳能正面银浆的纳米级玻璃粉,还涉及一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉制备方法。

背景技术

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要的地位。目前的太阳能电池主要是晶体硅太阳能电池。

在晶体硅太阳能电池的制备过程中，将正面银浆印刷在硅片的正面，再经过热处理形成太阳能电池的正面电极，形成栅线电极，起到收集电子并作为电池片间串并联的引线电极的作用。正面银浆主要由银粉、无机粘合剂、有机粘合剂以及添加剂等成分组成。其中无机粘合剂的主要成分就是玻璃粉，在烧结的条件下，软化形成熔融的玻璃层，起到将银电极和硅基体粘结在一起的作用。

目前市场上的正面银浆的玻璃粉主要为微米级的玻璃粉，而纳米级的国产玻璃粉基本没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅太阳能电池正面银浆的纳米级片状玻璃粉及制备方法。

本发明技术解决方案：

一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉,其特征在于：包括如下质量百分数组分：氧化铋40-60%；氧化铝10-20%；二氧化硅10-20%；氧化镧0.5-3%；氧化钆0.5-3%；氧化硼10-20%；碳酸钠1-3%；碳酸钾5-10%；氧化锆0.5-3%。

本体系的玻璃粉主要成分是氧化铋，玻璃粉中引入微量的氧化镧和氧化钆

来提高银粉、玻璃粉与硅基板之间的熔融速度；引入碳酸钾、碳酸钠来提高玻璃粉的稳定性；引入氧化锆来增加硅太阳能电池板上正面银栅线的欧姆特性，减少银栅线与硅基体的接触电阻，增加转化效率。

一种如权利要求1所述的硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照下面的质量百分比进行配料，氧化铋40-60%；氧化铝10-20%；二氧化硅10-20%；氧化镧0.5-3%；氧化钆0.5-3%；氧化硼10-20%；碳酸钠1-3%；碳酸钾5-10%；氧化锆0.5-3%，充分混合均匀得到混合料；

步骤2：将步骤1)中配好的料，用玛瑙研磨钵研磨均匀后装入氧化铝坩埚，置于马弗炉加热形成玻璃粉融液，马弗炉温度范围1300-1500摄氏度，保温时间40-80分钟；

步骤3：将步骤2）的玻璃粉融液使用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉；

步骤4：将步骤3）的颗粒状玻璃粉烘干，球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛；

步骤5：将步骤4）的玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、一种硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉，具有熔点低和玻璃化转变温度低特点，高温熔融状态下对硅基板及银粉有良好的润湿性，能够穿透减反射膜层形成良好的欧姆接触。

2、此种玻璃粉基本不存在大于1000纳米颗粒的玻璃粉（包括团聚物），且玻璃粉在浆料分散性异常的优秀，在硅电池片过红外线烧结炉烧结时大大减少因玻璃粉对硅基板减反射膜侵蚀过度而产生的低效片，从而提高硅太阳能电池片整体的转化效率。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。

本发明所用原料均为化学纯。

一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉,其特征在于：包括如下质量百分数组分：氧化铋40-60%；氧化铝10-20%；二氧化硅10-20%；氧化镧0.5-3%；氧化钆0.5-3%；氧化硼10-20%；碳酸钠1-3%；碳酸钾5-10%；氧化锆0.5-3%。其制备方法包括如下步骤：

步骤1：按照下面的质量百分比进行配料，氧化铋40-60%；氧化铝10-20%；二氧化硅10-20%；氧化镧0.5-3%；氧化钆0.5-3%；氧化硼10-20%；碳酸钠1-3%；碳酸钾5-10%；氧化锆0.5-3%，充分混合均匀得到混合料；

步骤2：将步骤1)中配好的料，用玛瑙研磨钵研磨均匀后装入氧化铝坩埚，置于马弗炉加热形成玻璃粉融液；马弗炉温度范围1300-1500摄氏度，保温时间40-80分钟；

步骤3：将步骤2）的玻璃粉融液使用用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉；

步骤4：将步骤3）的颗粒状玻璃粉烘干，球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛；

步骤5：将步骤4）的玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。

实施例一：

按重量百分比称取以下各组分：

氧化铋40%；氧化铝10%；二氧化硅20%；氧化镧3%；氧化钆3%；氧化硼10%；碳酸钠1%；碳酸钾10%；氧化锆3%；

将上述各组分物料充分混合均匀，得到混合料，将混合料置于马弗炉加热形成玻璃粉融液(马弗炉温度控制在1400摄氏度，并保温30分钟)；得到玻璃粉融液使用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉，然后烘干，将玻璃粉用球磨机球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛，最后将玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。

实施例二：

按重量百分比称取以下各组分：

氧化铋45%；氧化铝12%；二氧化硅15%；氧化镧2%；氧化钆2%；氧化硼12%；碳酸钠2%；碳酸钾8%；氧化锆2%；

将上述各组分物料充分混合均匀，得到混合料，将混合料置于马弗炉加热形成玻璃粉融液(马弗炉温度控制在1400摄氏度，并保温30分钟)；得到玻璃粉融液使用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉，然后烘干，将玻璃粉用球磨机球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛，最后将玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。

实施例三：

按重量百分比称取以下各组分：

氧化铋49%；氧化铝14%；二氧化硅12%；氧化镧1%；氧化钆1%；氧化硼14%；碳酸钠2%；碳酸钾6%；氧化锆1%；

将上述各组分物料充分混合均匀，得到混合料，将混合料置于马弗炉加热形成玻璃粉融液(马弗炉温度控制在1400摄氏度，并保温30分钟)；得到玻璃粉融液使用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉，然后烘干，将玻璃粉用球磨机球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛，最后将玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。

表1为本发明实施例1～3性能测试结果：

以上实例的玻璃粉制成的硅太阳能正面银浆，烧结后的效率稳定，与硅片的附着力、可焊性和耐焊性均合格，具体数据见表2。

综上，本发明达到预期效果。

Claims (1)

1.一种硅太阳能正面银浆纳米级玻璃粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照下面的质量百分比进行配料，氧化铋40-60%；氧化铝10-20%；二氧化硅10-20%；氧化镧0.5-3%；氧化钆0.5-3%；氧化硼10-20%；碳酸钠1-3%；碳酸钾5-10%；氧化锆0.5-3%，充分混合均匀得到混合料；

步骤2：将步骤1)中配好的料，用玛瑙研磨钵研磨均匀后装入氧化铝坩埚，置于马弗炉加热形成玻璃粉熔液，马弗炉温度范围1300-1500摄氏度，保温时间40-80分钟；

步骤3：将步骤2）的玻璃粉熔液使用反渗透水淬火成颗粒状的玻璃粉；

步骤4：将步骤3）的颗粒状玻璃粉烘干，球磨至粒径为500-1000纳米，并用400目标准筛过筛；

步骤5：将步骤4）的玻璃粉用气流磨打散后，用分级机去掉颗粒大于1000纳米的玻璃粉，剩下的玻璃粉便是本发明硅太阳能电池正面银浆用的纳米级片状玻璃粉。