CN105374412A - 背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法，该浆料含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，所述组分Y为B₂O₃。采用本发明提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。采用该背银浆料制备得到的太阳能电池的光电转化效率得到有效提高。

Description

背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、采用该背钝化太阳能电池背银浆料制备太阳能电池的方法以及由该方法制备得到的太阳能电池。

背景技术

随着太阳能行业的发展及竞争加剧，客户对太阳能电池的效率要求越来越高，行业准入门槛也在提高，因此需要探索更多产业化技术实现太阳能电池转换效率的提升。目前太阳能电池正面技术已经很成熟，提升转换效率的关注点逐渐转向还有很大潜力的背面。借助原子层沉积（ALD）技术背面沉积氧化铝钝化层的背钝化电池成为目前一个亮点。钝化发射区和背表面钝化电池(PERC)主要基于氧化铝对于P型硅片良好的钝化效果，可以显著提升太阳能电池的Isc和Voc，从而提升效率。

目前背钝化电池的工艺流程一般如下，在刻蚀工序（包括该工序）前与常规晶体硅电池相同，刻蚀后，采用原子层沉积技术在硅片的背光面沉积氧化铝膜钝化层，然后进行退火，再在正面镀SiNx作为减反射膜，而后再在背光面的氧化铝层上镀一层SiNx膜作为保护层，而后在背光面上进行激光刻槽，刻槽后印刷背光面银浆、背场铝浆、向光面银浆，浆料的印刷与烧结工艺与常规电池类似，烧结后得到背钝化晶体硅太阳电池片。

电池的背光面由于有氧化铝及氮化硅沉积层，两者都不导电，并且浆料无法穿透，虽然有激光开槽以保证铝浆或背银浆与硅衬底接触，但激光开槽的面积小，且背银的印刷面积小，背银与硅衬底接触的面积更小，因此，采用目前常规的背银浆印刷该硅片，烧结后的残余物与硅的附着强度大大降低。从而导致背电极与铝背场与硅的附着强度降低。采用目前常规的背银浆印刷附有钝化层的电池片，在进行背电极与光伏焊带的剥离测试时，背电极与硅的附着强度往往达不到行业要求。

发明内容

本发明解决了现有技术中的常规背光面银导电浆料运用在背面钝化的晶体硅太阳电池上时，背面电极与硅的附着强度不高、剥离测试达不到行业要求的技术问题，从而提供一种适用于背面钝化及保护的晶体硅太阳电池的背光面银导电浆料。

具体地，本发明的技术方案为：

一种背钝化太阳能电池背银浆料，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，所述组分Y为B₂O₃。

所述背钝化太阳能电池背银浆料的制备方法，包括将微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉分散于有机载体中，研磨后得到所述背钝化太阳能电池背银浆料；

或者，先将纳米银粉分散于部分有机载体中形成纳米银浆，再往纳米银浆中加入无机玻璃粉，然后在搅拌的条件下分多次加入微米银粉，继续搅拌后研磨，得到所述背钝化太阳能电池背银浆料。

一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背光面依次印刷背面银浆和背场铝浆，烘干后在硅片向光面印刷正面银浆，入隧道炉烘干并烧结，得到所述太阳能电池；所述背面银浆为本发明提供的太阳能电池背银浆料。

一种太阳能电池，所述太阳能电池由本发明提供的制备方法制备得到。

或者一种太阳能电池，该太阳能电池包括位于电池正表面的正面电极，电池背表面的背面电极和铝背场，所述电池背表面为抛光表面并沉积或生长有钝化层，在钝化层之上镀有氮化硅膜，所述背面电极为上述太阳能电池背银浆料在电池背表面印刷烧结得到。

采用本发明提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。采用该背银浆料制备得到的太阳能电池的光电转化效率得到有效提高。

具体实施方式

本发明中，对于粉体粒径的描述中涉及D₅₀、D₁₀₀，此为现有技术中对粉体粒径的常规标识途径。D₅₀称为中位径或中值粒径，表示一个样品的累积粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径；D₁₀₀称为最大粒径，表示一个样品的累积粒度分布百分数达到100%时所对应的粒径。

目前运用于常规晶体硅太阳能电池的背光面银浆一般由微米银粉、玻璃粉、有机载体等搅拌研磨而成，此背光面银浆在烧结过程中，其中的玻璃粉熔融，将微米银粉与硅衬底粘接起来。而背面钝化的晶体硅太阳能电池的背光面由于有氧化铝（钝化层）以及氮化硅（保护层）沉积层，虽然有激光开槽以保证铝浆或背银浆与硅衬底接触，但激光开槽的面积小，且背银的印刷面积小，使得背银与硅衬底接触的面积更小，因此，采用目前常规的背银浆料印刷硅片，烧结后的残余物与硅的附着强度大大降低。

因此，本发明提供了一种背钝化太阳能电池背银浆料，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，所述组分Y为B₂O₃。

采用本发明提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。

所述微米银粉为本领域导电银浆中常用的形状为球状或者类球状的微米银粉，本发明对其粒径没有特殊要求。优选情况下，所述微米银粉的粒径要求为：0.2μm≤D₅₀≤3.0μm,D₁₀₀≤10μm。

本发明提供的背钝化太阳能电池背银浆料，该浆料中添加了部分纳米银粉，通过纳米银粉的纳米效应，使得其熔点远远低于普通银的熔点（960.8℃）。优选情况下，所述纳米银粉的粒径为：20nm≤D₅₀≤100nm；D₁₀₀≤250nm，此优选粒径范围内的纳米银的熔点为100~400℃。在浆料的烧结过程中，钠米银粉在烧结的前期阶段就发生熔融，并与硅衬底形成硅银合金而起粘接作用。

本发明中，钠米银粉在浆料的添加量不能太多，太多则容易造成导电粉体在浆料的烧结过程中发生整体迁移，从而影响电极的外观，增加电极的电阻率以及降低电极的可焊性。优选情况下，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中微米银粉的含量为40-60重量份，纳米银粉的含量为1-10重量份。

本发明提供的背钝化太阳能电池背银浆料中，所采用的无机玻璃粉由氧化物熔炼制得。具体地，所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，所述组分Y为B₂O₃。采用该特定组成的氧化物，可以形成稳定的铅玻璃或铅铋玻璃，并且，相比其他氧化物组成的玻璃粉，本发明所采用的玻璃粉具有最低的软化温度（即膨胀曲线上的软化温度，简称T_f）。在背银浆料烧结过程中，具有较低软化温度的玻璃粉，其处在熔融状态的时间更长，熔融态玻璃粉对导电微粒及硅衬底的浸润性也更好，因此，采用本发明特定组成无机玻璃粉的背银浆料可大大提高电极与硅的粘接力。

具体地，本发明所采用的无机玻璃粉中，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，发明人发现，添加部分的Bi₂O₃，可以进一步降低玻璃的软化温度。因此，本发明中，所述无机玻璃粉中的组分X优选含有PbO和Bi₂O₃。

具体地，本发明特定氧化物组成的无机玻璃粉的软化温度T_f范围为250~400℃，其与纳米银粉的熔点大致相同，可保证纳米银粉在熔融时，无机玻璃粉也开始软化并发生流动，纳米银粉与无机玻璃粉的熔融体相互渗透，共同形成微米银粉与硅衬底的粘接相，在浆料烧结后，将其残留物与硅粘接起来。

本发明中，所述无机玻璃粉的粒径为：0.2μm≤D₅₀≤3.0μm，D₁₀₀≤10μm。

本发明中，所述无机玻璃粉和有机载体的用量在本领域常规用量范围内即可。优选情况下，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中无机玻璃粉的含量为0.5-5重量份，有机载体的含量为30-50重量份。

优选情况下，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中微米银粉的含量为40-60重量份，纳米银粉的含量为1-10重量份，无机玻璃粉的含量为0.5-5重量份，有机载体的含量为30-50重量份。

本发明中，所述有机载体包括有机溶剂、有机粘结剂及添加剂。以有机载体总重量为基准，其中含有90~98wt%的有机溶剂，1.0~10wt%有机粘结剂，0.1~5.0wt%添加剂。

其中，所述有机溶剂由松油醇、丁基卡必醇、松节油、乙二醇单丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、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。所述有机粘结剂选自乙基纤维素、丁基纤维素、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或多种。本发明中，所述有机粘接剂可直接采用商购产品，例如可以采用陶氏（DOW）产的乙基纤维素STD-4或者STD-100。所述添加剂选自改性氢化蓖麻油、聚酰胺粉末、十六醇或十八醇中的一种或多种。

作为本发明的一种优选实施方式，所述背钝化太阳能电池背银浆料中还含有分散剂，促进背银浆料中各组分的均匀分散。更优选情况下，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，分散剂的含量为0.1-1重量份。其中，所述分散剂可选自聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚丙烯酰胺、纤维素衍生物、三乙基己基磷酸中的一种或多种。

本发明还提供了所述背钝化太阳能电池背银浆料的制备方法，包括将微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉分散于有机载体中，研磨后得到所述背钝化太阳能电池背银浆料。

由于本发明提供的背钝化太阳能电池背银浆料中还含有纳米银粉，而纳米银粉由于其粒径较小，容易发生自身团聚，因此，本发明在配制该背银浆料时，可先将纳米银粉配制成纳米银浆，再与其它组分混合，从而保证最后得到的背银浆料中纳米银粉均匀分散。因此，本发明提供的所述背钝化太阳能电池背银浆料的制备方法，还可以为：先将纳米银粉分散于部分有机载体中形成纳米银浆，再往纳米银浆中加入无机玻璃粉，然后在搅拌的条件下分多次加入微米银粉，继续搅拌后研磨，得到所述背钝化太阳能电池背银浆料。

配制纳米银浆时，还可采用砂磨机进行研磨，保证纳米银粉的均匀分散。优选情况下，砂磨机的研磨时间为1~2h，测试其细度小于3~5μm即可。

如前所述，作为本发明的一种优选实施方式，所述背钝化太阳能电池背银浆料中还含有分散剂，此分散剂可一次性加入至浆料体系中，也可分步加入。

例如，配制背银浆料时，若微米银粉、纳米银粉以及无机玻璃粉为一次性加入至有机载体中，则可再一次性加入分散剂，搅拌并研磨，即得到所述晶体硅太阳能电池背银浆料。而当纳米银粉与微米银粉为分步加入时，分散剂也可分步加入，具体包括：先将纳米银粉分散于部分有机载体中，再加入部分分散剂，再将其与微米银粉、无机玻璃粉分散于剩余的有机载体中，并加入剩余分散剂，然后再研磨得到所述晶体硅太阳能电池背银浆料。

如前所述，本发明中，所述无机玻璃粉由氧化物熔炼制得。具体地，所述无机玻璃粉的制备工艺是：采用V型混合机将组分X（PbO和/或Bi₂O₃）和组分Y（B₂O₃）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300~550℃，保温0.5~1h，再升温至1200~1300℃，保温1~2h，水淬过滤得到玻璃珠；将玻璃珠装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1~2：0.5~0.7，罐速300~400转/分钟，湿磨5.0~10h，过滤后烘干，再干磨0.5~1.0h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：1~3，即得到所述无机玻璃粉。

所述有机载体的制备工艺是：将有机粘结剂与添加剂分散于有机溶剂中，然后在50~80℃下使其充分溶解并搅拌均匀，即得到透明均一的有机载体。

制备所述背钝化太阳能电池背银浆料时，最后的研磨步骤可采用研磨机进行。优选情况下，研磨次数可为5~10次，使研磨后的细度小于10μm，调节浆料粘度，使其粘度在70~90Pa·s（NDJ-79型粘度计，75转/分钟，25℃，下同）内即可。

进一步地，一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背光面依次印刷背面银浆和背场铝浆，烘干后在硅片向光面印刷正面银浆，入隧道炉烘干并烧结，得到所述太阳能电池；所述背面银浆为本发明提供的太阳能电池背银浆料。

本发明中，所述正面银浆、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。各种浆料的印刷方法也为本领域技术人员所公知，例如可以为丝网印刷，但不局限于此。所述烧结的峰值温度为920-950℃。峰值温度下的烧结时间为1-3秒。

其中，硅片背光面为经过背钝化处理的硅片背表面。优选，背钝化处理包括对硅片背表面抛光后沉积或生长钝化层，再在钝化层上镀覆氮化硅膜，后对钝化层和氮化硅膜开槽。

最后，一种太阳能电池，所述太阳能电池由本发明提供的制备方法制备得到。

或者，一种太阳能电池，该太阳能电池包括位于电池正表面的正面电极，电池背表面的背面电极和铝背场，所述电池背表面为抛光表面并沉积或生长有钝化层，在钝化层之上镀有氮化硅膜，所述背面电极为上述太阳能电池背银浆料在电池背表面印刷烧结得到。

采用本发明提供的背钝化太阳能电池背银浆料制备得到的太阳能电池，其背面电极光滑致密、外观良好，电极与硅基底的附着力良好，与光伏焊带的焊接强度高，具有较高的光电转换效率。

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。实施例及对比例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）制备无机玻璃粉SA1

取90重量份PbO，10重量份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1200℃，熔炼1.0小时，水淬，过滤，将得到的玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1.5：0.6，罐速380转/分钟，球磨6小时，过滤，烘干，制得无机玻璃粉SA1，测试其中粒径D₅₀为1.50μm，D₁₀₀为8.28μm，测试该无机玻璃粉SA1的膨胀曲线上的软化温度T_f为300℃。

（2）制备有机载体

按照质量比为丁基卡必醇：丁基卡必醇醋酸酯：松油醇：邻苯二甲酸二丁酯（DBP）=45：30：20：5的比例将有机溶剂混合均匀，组成混合溶剂。取90重量份的混合溶剂，加入8重量份的有机粘结剂STD-100（美国DOW公司生产的乙基纤维素，粘度型号为100)，0.5重量份的改性氢化蓖麻油，1.5重量份的十八醇，加热到60℃使其充分溶解，并搅拌均匀，得到透明均一的有机载体。

（3）制备纳米银浆

取72重量份步骤（2）制备的有机载体，然后加入25重量份的纳米银粉（上海超威纳米科技有限公司生产，D₅₀为40~50nm，D₁₀₀为100~120nm）以及3重量份的分散剂PVP，搅拌均匀，然后采用砂磨机进行砂磨，测试其细度小于3~5μm，即得到纳米银浆SB1。

（4）制备背钝化太阳能电池背银浆料

取25重量份的步骤（2）制备的有机载体于不锈钢罐中，加入15重量份的步骤（3）制备的纳米银浆SB1，搅拌均匀，然后再加入2重量份步骤（1）制备的无机玻璃粉SA1，再加入58重量份球形微米银粉（日本DOWAHOLDINGS公司生产Ag308F牌号银粉，中粒径D₅₀为1.60μm,最大粒径D₁₀₀为6.32μm），高速搅匀；再用三辊研磨机进行研磨10~12次，使研磨细度至小于10μm.，并调节浆料黏度，使其在粘度为75~80Pa·s，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S1。

实施例2

采用与实施例1相同的步骤进行，不同之处在于：

步骤（3）中，取66重量份步骤（2）制备的有机载体，然后加入30重量份的纳米银粉以及4重量份的分散剂PVP，搅拌均匀，然后采用砂磨机进行砂磨，测试其细度小于3~5μm，即得到纳米银浆SB2；

步骤（4）中，采用纳米银浆SB2替代实施例1中的纳米银浆SB1。

通过上述步骤，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S2。

实施例3

采用与实施例1相同的步骤进行，不同之处在于：

步骤（3）中，取79重量份步骤（2）制备的有机载体，然后加入20重量份的纳米银粉以及1重量份的分散剂PVP，搅拌均匀，然后采用砂磨机进行砂磨，测试其细度小于3~5μm，即得到纳米银浆SB3；

步骤（4）中，采用纳米银浆SB3替代实施例1中的纳米银浆SB1。

通过上述步骤，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S3。

实施例4

采用与实施例1相同的步骤进行，不同之处在于：

步骤（1）中，取80重量份PbO，20重量份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1200℃，熔炼1.0小时，水淬，过滤，将得到的玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1.5：0.6，罐速380转/分钟，球磨6小时，过滤，烘干，制得无机玻璃粉SA4，测试其中粒径D₅₀为1.50μm，D₁₀₀为8.28μm，测试该无机玻璃粉SA4的膨胀曲线上的软化温度T_f为400℃；

步骤（4）中，采用无机玻璃粉SA4替代实施例1中的无机玻璃粉SA1。

通过上述步骤，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S4。

实施例5

采用与实施例1相同的步骤进行，不同之处在于：

步骤（1）中，取92重量份PbO，8重量份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1200℃，熔炼1.0小时，水淬，过滤，将得到的玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1.5：0.6，罐速380转/分钟，球磨6小时，过滤，烘干，制得无机玻璃粉SA5，测试其中粒径D₅₀为1.50μm，D₁₀₀为8.28μm，测试该无机玻璃粉SA5的膨胀曲线上的软化温度T_f为310℃；

步骤（4）中，采用无机玻璃粉SA5替代实施例1中的无机玻璃粉SA1。

通过上述步骤，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S5。

实施例6

采用与实施例1相同的步骤进行，不同之处在于：

步骤（1）中，取45重量份PbO、45重量份的Bi₂O₃，10重量份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1200℃，熔炼1.0小时，水淬，过滤，将得到的玻璃珠装入球磨罐，控制质量比例，氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1.5：0.6，罐速380转/分钟，球磨6小时，过滤，烘干，制得无机玻璃粉SA6，测试其中粒径D₅₀为1.50μm，D₁₀₀为8.28μm，测试该无机玻璃粉SA6的膨胀曲线上的软化温度T_f为275℃；

步骤（4）中，采用无机玻璃粉SA6替代实施例1中的无机玻璃粉SA1。

通过上述步骤，得到本实施例的背钝化太阳能电池背银浆料，记为S6。

对比例1

（1）制备无机玻璃粉DSA1

采用与实施例1相同的步骤（1）制备无机玻璃粉，不同的是无机玻璃粉中氧化物组成为：80重量份Bi₂O₃，10重量份B₂O₃，5.0重量份SiO₂，3.0重量份ZnO，2.0重量份Al₂O₃，湿磨时间为6.5h，制得无机玻璃粉DSA1。测试该无机玻璃粉DSA1的中粒径D₅₀为1.35μm，D₁₀₀为7.87μm，膨胀曲线上的软化温度T_f为480℃。

（2）制备有机载体

按照质量比为丁基卡必醇：丁基卡必醇醋酸酯：松油醇：邻苯二甲酸二丁酯（DBP）=45：30：20：5的比例将有机溶剂混合均匀，组成混合溶剂。取88重量份的混合溶剂，加入10重量份的有机粘结剂STD-100（美国DOW公司生产的乙基纤维素，粘度型号为100)，0.5重量份的改性氢化蓖麻油，1.5重量份的十八醇，加热到60℃使其充分溶解，并搅拌均匀，得到透明均一的有机载体。

（3）制备背银浆料DS1

取37重量份的上述步骤（2）制备得到的有机载体于不锈钢罐中，然后加入5重量份步骤（1）制备的无机玻璃粉DSA1，再加入58重量份球形微米银粉（日本DOWAHOLDINGS公司生产Ag308F牌号银粉，中粒径D₅₀为1.60μm,最大粒径D₁₀₀为6.32μm），高速搅匀；再用三辊研磨机进行研磨10~12次，使研磨细度至小于10μm.，并调节浆料黏度，使其在粘度为75~80Pa·s，得到本对比例的背银浆料，记为DS1。

太阳能电池片的制备

采用的多晶硅片规格为：156mm×156mm，厚度为200μm，将硅片制绒、扩散、刻蚀后，将硅片背面进行抛光处理，得到钝化前的硅片。

采用三甲基铝作为沉积氧化铝层的原料，借助原子层沉积（ALD）技术沉积氧化铝钝化层，沉积层厚度为7~9nm，沉积后进行退火处理，退火温度为550℃，时间为10min；然后正面镀氮化硅减反射膜，正面镀膜厚度为75~80nm，再在背面镀氮化硅作为氧化铝钝化层的保护膜，镀膜厚度150±10nm；再采用频率为200KHz激光开槽打穿保护层和钝化层，槽的宽度为50μm，相邻槽中心距离为1000μm。

再采用280目丝网，分别印刷银浆样品S1~S6及DS1，印刷图案与常规电池相同，采用三线四段制（宽度为2.5mm），背银浆的印刷湿重为35~50mg，烘干，在背银浆余下所有背光面部分，采用250目印刷背场铝导电浆料（台湾硕禾科技公司108C铝浆），印刷湿重为1.30~1.50g，烘干后，采用400目、线宽为60μm的网版印刷向光面电极银浆（美国Dupont公司17F银浆），印刷湿重为100~120mg，而后入隧道炉中烘干烧结，预热温度为200~400℃，峰值温度为920~950℃，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，得到对应的太阳电池片样品，依次记为SS1~SS6及DSS1。

每次试验各制备200片电池片，试验数据取其平均值。

性能测试

表面状况：观察太阳能电池银电极表面是否有沙眼或针孔等，如无则记为OK，否则记为NG。

焊接拉力（δ，单位：N）：选用斯威克公司1.6mm*0.2mm锡铅焊带，用汉高X32-10I型助焊剂浸泡后烘干，然后在330℃对银电极进行手工焊接。待电池片自然冷却后，使用山度SH-100拉力机沿135°方向对其进行拉力测试，测试其单平均剥离力。目前行业标准为平均剥离力≥2.25N为合格。

短路电流（Isc，单位：A）、开路电压（Uoc，单位：V）、填充因子（FF）、光电转化效率（Eta，单位：%）：电池片的上述电性能参数采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。

从上表1中实施例1-6与对比例1的测试结果比较可以看出，采用本发明的所制得的背银浆料印刷在已制作背面钝化的晶体硅太阳电池的背光面上，烧结后得到背电极表面状况合格，电池片的电性能比常规电池的好，尤其是电极与光伏焊带焊接后，剥离力得到显著提高，都处在2.25N以上，符合目前光伏行业的要求。

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。

Claims (19)

1.一种背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi₂O₃，所述组分Y为B₂O₃。

2.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述微米银粉的形状为球状或者类球状，其粒径要求为：0.2μm≤D₅₀≤3.0μm,D₁₀₀≤10μm。

3.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述纳米银粉的粒径为：20nm≤D₅₀≤100nm，D₁₀₀≤250nm。

4.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉的粒径为：0.2μm≤D₅₀≤3.0μm，D₁₀₀≤10μm。

5.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉的软化温度为250~400℃。

6.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中微米银粉的含量为40-60重量份，纳米银粉的含量为1-10重量份，无机玻璃粉的含量为0.5-5重量份，有机载体的含量为30-50重量份。

7.根据权利要求1或6所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，所述背钝化太阳能电池背银浆料中还含有0.1-1重量份的分散剂。

8.根据权利要求7所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、纤维素衍生物、三乙基己基磷酸中的一种或多种。

9.根据权利要求1或6所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述有机载体包括有机溶剂、有机粘结剂及添加剂；以有机载体总重量为基准，其中有机溶剂的含量为90~98wt%，有机粘结剂的含量为1.0~10wt%，添加剂的含量为0.1~5.0wt%。

10.根据权利要求9所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述有机溶剂由松油醇、丁基卡必醇、松节油、乙二醇单丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、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；所述有机粘结剂选自乙基纤维素、丁基纤维素、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或多种；所述添加剂选自改性氢化蓖麻油、聚酰胺粉末、十六醇或十八醇中的一种或多种。

11.权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料的制备方法，其特征在于，包括将微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉分散于有机载体中，研磨后得到所述背钝化太阳能电池背银浆料；

或者，先将纳米银粉分散于部分有机载体中形成纳米银浆，再往纳米银浆中加入无机玻璃粉，然后在搅拌的条件下分多次加入微米银粉，继续搅拌后研磨，得到所述背钝化太阳能电池背银浆料。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述有机载体包括有机溶剂、有机粘结剂及添加剂；制备所述有机载体的工艺是：将有机粘结剂与添加剂分散于有机溶剂中，在50~80℃下使其充分溶解并搅拌均匀，得到透明均一的有机载体。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，制备所述无机玻璃粉的工艺是：采用V型混合机将组分X和组分Y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300~550℃，保温0.5~1h，再升温至1200~1300℃，保温1~2h，水淬过滤得到玻璃珠；将玻璃珠装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1~2：0.5~0.7，罐速300~400转/分钟，湿磨5.0~10h，过滤后烘干，再干磨0.5~1.0h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：1~3，即得到所述无机玻璃粉。

14.一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背光面依次印刷背面银浆和背场铝浆，烘干后在硅片向光面印刷正面银浆，入隧道炉烘干并烧结，得到所述太阳能电池；其特征在于，所述背面银浆为权利要求1-10任一项所述的太阳能电池背银浆料。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述硅片背光面为经过背钝化处理的硅片背表面。

16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述背钝化处理包括对硅片背表面抛光后沉积或生长钝化层，再在钝化层上镀覆氮化硅膜，后对钝化层和氮化硅膜开槽。

17.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，烧结的峰值温度为920-950℃。

18.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池由权利要求14-17任意一项所述的制备方法制备得到。

19.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括位于电池正表面的正面电极，电池背表面的背面电极和铝背场，所述电池背表面为抛光表面并沉积或生长有钝化层，在钝化层之上镀有氮化硅膜，所述背面电极为权利要求1-10任一项所述的太阳能电池背银浆料在电池背表面印刷烧结得到。