CN105469853A - 一种晶体硅太阳能电池导电浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池导电浆料及其制备方法，所述导电浆料包括金属粉、无机玻璃粉、有机载体及附着力增进剂；所述有机载体包括有机粘结剂；所述附着力增进剂为多元醇与不饱和脂肪酸形成的醇酯，所述附着力增进剂的分子量为300-1500。本发明的导电浆料制备的背光面及向光面电极的焊接强度都得到了提高，尤其是背光面电极的焊接强度提高了一倍以上；铝背场与硅的剥离强度也有所提高，更重要的是，本发明的铝浆烧结后的铝膜的耐刮搽性能好，不出现掉粉现象，电池片的翘曲度在2mm以内，其光电转化效率也符合行业要求。

Description

一种晶体硅太阳能电池导电浆料及其制备方法

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池导电浆料及其制备方法。

背景技术

当前关于太阳能电池的研究非常活跃，太阳能电池有望成为未来电力供应的主要支柱，晶体硅太阳能电池是光伏市场上的主导产品，而导电浆料是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料。这类浆料主要由金属粉、无机玻璃粉、有机载体等混合轧制而成。金属粉作为导电相，它烧结后与基体硅层形成金属-硅合金，降低电极与硅界面的肖特基势垒；玻璃粉的主要作用是使固化膜层与基体硅牢固结合起来；有机载体控制浆料的流变特性，调节浆料的施工性能。

导电浆料经过烘干烧结后，在隧道炉的高温烧结阶段，玻璃粉首先熔融，对金属粉形成浸润，并填充入金属粉颗粒之间形成的空隙中，金属粉熔融连接形成导电相。留在硅片上的则为金属与玻璃组成的烧结后残留物（简称金属膜）。

浆料烧结后的残留物对硅基体材料的附着力的好坏，以及金属膜本身的耐刮擦性能是评价浆料性能的一个重要标准。目前，市面上的一些导电浆料，尤其是背面银浆，印刷在晶体硅太阳电池上，烧结后得到的金属银层，在其表面焊接互连条（焊带）后做拉力测试，其抗拉强度往往在2N/cm以下。对背场铝导电浆料，在做耐刮擦实验中，铝背场的四周往往出现轻微掉粉现象。

公开号为CN101752459A的专利公开了一种高性能环保型太阳能电池铝导电浆料的制备方法，该专利通过在在浆料中的添加低熔点金属铟使玻璃粉的线膨胀系数与硅片接近，并在浆料组成中添加1-3％的微米级的碳粉来增加浆料的导电性，虽然采用该发明制备的铝浆烧结后得到的电池片，其弯曲度得到了降低，电池片性能也不错，但是，因微米级的碳粉的存在，铝背场（铝膜）与硅片的附着力大大降低，铝膜在摩擦后也容易出现掉粉现象，并且，该专利中添加的金属铟粉也大大增加了铝浆的成本。

发明内容

本发明为解决现有的太阳能电池导电浆料在烧结后存在膜层和硅基体附着力强度不高，烧结后膜层本身的耐刮性能差的的技术问题，提供一种晶体硅太阳能电池导电浆料，该导电浆料烧结后膜层和硅基体附着力强度高，烧结后膜层本身的耐刮性能好。

本发明还提供了一种晶体硅太阳能电池导电浆料的制备方法。

本申请的发明人意外的发现，市面上的晶体硅导电浆料产品，尤其是一些背银出现附着力不够，或铝浆出现摩擦掉粉现象的主要原因是：导电浆料中的目前常用有机粘接剂的完全氧化分解温度一般在380-430℃之间，而无机玻璃粉的始熔点（开始熔融温度）一般为450-650℃，尤其是用于导电铝浆的无机玻璃粉，其始熔点一般在550-650℃之间，在有机粘结剂氧化分解后，而在无机玻璃粉熔融流动之前，没有物质给金属粉、无机玻璃粉、硅片三者的相互之间提供初始的粘接力，因此才导致得到的铝背场的强度低、耐刮伤性能差。

用于晶体硅太阳能电池的导电浆料一般由金属粉、无机玻璃粉，有机载体混合研磨而成，导电浆料经烘干后，载体中的有机溶剂挥发掉，浆料的残余物主要为金属粉、无机玻璃粉以及载体中的有机物粘接剂。金属粉（铝粉或银粉）、无机玻璃粉、硅衬底表面均为吸收性的无机物表面，该类表面一般附有烃基基团，该类基团可与有机粘接剂高分子上的极性基团（如乙基纤维素的乙氧基团）形成氢键。因此，有机粘接剂作为一个中间联结体，在有机溶剂挥发后，在无机玻璃粉熔化之前，有机粘接剂为金属粉与金属粉之间的粘结，以及金属粉、无机玻璃粉与硅底三者之间的粘结提供初始附着力。当隧道炉中烘干后的残余物的温度升高到无机玻璃粉的熔融温度时，组成玻璃粉中部分金属-氧（或非金属-氧）中的键断裂，氧离子与导电金属粉中的金属，或者与硅衬底中硅原子重新形成离子或共价键，因此，在该温度段，熔融玻璃粉为金属粉与金属粉、金属粉和硅片之间提供粘接力。

导电浆料中的常用的有机粘接剂的完全氧化分解温度一般为380-430℃，而无机玻璃粉的熔点一般为450-650℃。当导电浆料烘干后的残余物进入烧结阶段，即隧道炉段的温度高于有机粘接剂的分解温度时，有机粘接剂与空气中的氧气反应而逐渐分解。因此，在有机粘接剂分解后，而在无机玻璃粉未熔化之前的这个温度段的时间内，金属粉、无机玻璃粉与硅片三者之间的粘接作用力暂时消失，此时，即使微小的震动力也足以使它们之间相互分离。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池导电浆料，所述导电浆料包括金属粉、无机玻璃粉、有机载体及附着力增进剂；所述附着力增进剂为多元醇与不饱和脂肪酸形成的醇酯，所述附着力增进剂的分子量为300-1500。

本发明还提供了该晶体硅太阳能电池导电浆料的制备方法，将无机玻璃粉和附着力增进剂分散于有机载体中，然后加入金属粉，研磨即得到晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料。

本发明的晶体硅太阳能电池导电浆料中，添加了一定量的附着力增进剂，所述附着力增进剂为多元醇与不饱和脂肪酸形成的醇酯，所述附着力增进剂的分子量为300-1500。分子量太大，则由于分子之间的形成键能太大，物质呈固态，分子量太小，沸点低，则物质的分解温度过低，并低于有机粘接剂的分解温度，而形成不了增进附着力的效果，本发明附着力增进剂的分子量优选为400-1200，具有该分子量范围的多元醇酯一般为液态，相比有机粘接剂树脂，该类物质具有较低的粘度，且其分解温度一般高于导电浆料中的通用的有机粘接剂（如乙基纤维素、改性酚醛树脂等）的分解温度。因此，在浆料烘干后的烧结过程中，在有机粘接剂分解后、无机玻璃粉熔融之前，该醇酯有机物依然存在，继续能为金属粉、玻璃粉、硅片三者之间的连接提供初始的粘接力，随着温度的进一步上升，玻璃粉开始熔融，而该醇酯有机物逐渐分解，玻璃粉逐渐替代该醇酯有机物而提供粘接力。因在本发明导电浆料中，从烘干到烧结，金属粉、玻璃粉、硅片三者之间存在持续的粘接力，因此，烧结后导电浆料中残留物的各组成的结合力高，金属与硅衬底的附着强度高，金属粉体之间的耐刮搽性也好。

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。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池导电浆料，所述导电浆料包括金属粉、无机玻璃粉、有机载体及附着力增进剂；所述有机载体包括有机粘结剂；所述附着力增进剂为多元醇与不饱和脂肪酸形成的醇酯，所述附着力增进剂的分子量为300-1500，优选为400-1200。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，只要含有附着力增进剂就可以提高烧结后导电浆料中残留物的各组成的结合力高，使金属与硅衬底的附着强度高，金属粉体之间的耐刮性也好，对附着力增进剂的含量没有特别的要求。但是如果添加量太高，则在烧结时，由于附着力增进剂的存在，提供初始附着力的时间过长，则可导致烧结后电池片的弯曲度过大，对后续电池片的操作带来不利影响；如果添加量太小，则增强附着力的效果不是很好。因此本发明中，优选地，以所述导电浆料的总重量为基准，所述附着力增进剂的含量为0.5-5.0wt%。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，优选地，所述附着力增进剂的羟值为150-300mgKOH/g。本发明的附着力增进剂具有较高的羟值范围，并且其分子中还具有酯基，两类基团均可以显著提升硅片与附着力增进剂、附着力增进剂与金属粉或玻璃粉之间的粘接。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，优选地，所述附着力增进剂的酸值为≤20mgKOH/g，所述附着力增进剂的pH为5.0-7.0。较小的酸值可以防止在配料或储存阶段该附着力增进剂与金属粉的反应，从而造成不利的影响。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，为了进一步提高其附着效果，优选地，所述附着力增进剂为甘油单油酸酯、甘油三油酸酯、甘油三亚油酸酯、季戊四醇单油酸酯、季戊四醇二油酸酯、季戊四醇三油酸酯、季戊四醇四油酸酯和失水山梨醇油酸酯中的至少一种。进一步优选地，所述附着力增进剂为甘油三油酸酯、季戊四醇四油酸酯和失水山梨醇油酸酯中的至少一种。为能达到附着力增进剂随温度升高逐渐分解的效果，并使电池片的弯曲度尽可能小，更优选地，所述附着力增进剂为甘油三油酸酯和失水山梨醇油酸酯；所述甘油三油酸酯和失水山梨醇油酸酯的质量比为1：1-9。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，以所述导电浆料的总重量为基准，所述金属粉的含量为50-90wt%，所述无机玻璃粉的含量为1.0-10wt%，所述有机载体的含量为5.0-50wt%，所述附着力增进剂的含量为0.5-5.0wt%。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，所述金属粉没有特别的限制，可以为本领域常用的各种金属粉，如银粉、铝粉和银包铜粉中的至少一种。本发明的导电浆料适合用于铝背场导电浆料、背光面银导电导电浆料和向光面银导电浆料，尤其适合铝背场导电浆料。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，所述无机玻璃粉的始熔点一般为450-650℃。所述无机玻璃粉可以是Pb-B-Si体系玻璃粉，并可添加ZnO、TiO₂等；也可以是Bi-B-Si体系玻璃粉，并可添加BaO、ZnO、Sb₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等。制作无机玻璃粉的氧化物原料可以为晶态或者非晶态，其粒径范围也较宽，如中粒径D₅₀一般处在0.5-20μm均可。优选地，对于Pb-B-Si体系玻璃粉，以无机玻璃粉总重量为基准，所述无机玻璃粉的组成为PbO含量为70-90wt%，B₂O₃含量为5-20wt%，SiO₂含量为2-10wt%，ZnO含量为0-10wt%，TiO₂含量为0-5wt%。对于Bi-B-Si体系玻璃粉，所述无机玻璃粉的组成为Bi₂O₃含量为30-85wt%，B₂O₃含量为10-30wt%，SiO₂含量为2.0-20wt%，Sb₂O₃含量为0-20wt%，BaO含量为0-10wt%，Al₂O₃含量为0-10wt%，Fe₂O₃含量为0-10wt%。

根据本发明所提供的晶体硅太阳能电池导电浆料，优选地，所述有机载体中含有有机粘结剂、添加剂以及有机溶剂；以有机载体总重量为基准，所述有机粘结剂含量为2.0-15wt%，所述添加剂含量为0.1-5.0wt%，所述有机溶剂含量为85-98wt%。

本发明中，所述有机溶剂包括松油醇、丁基卡必醇、松节油、乙二醇单甲醚、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、磷酸三丁酯、苯甲醇中的两种或两种以上；所述有机粘结剂包括乙基纤维素、丁基纤维素、醇酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种；所述添加剂包括改性氢化蓖麻油、聚酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、十六醇、十八醇中的至少一种。

所述的有机载体制备方法是将有机粘结剂、添加剂溶解在有机溶剂所组成的混合溶剂中，在50-100℃下使其充分溶解并搅拌均匀，即得有机载体。

本发明还提供了一种本发明所述的晶体硅太阳能电池导电浆料的制备方法，将无机玻璃粉和附着力增进剂分散于有机载体中，然后加入金属粉，研磨即得到晶体硅太阳能电池导电浆料。

根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述导电浆料的细度为5-15mm。所述研磨为用辊研磨机进行研磨，所述研磨的次数没有特别的限制，只要能使导电浆料的细度为5-15μm即可，为了节约工序，本发明所述的研磨次数为5-10次。

本发明所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其印刷与烧结工艺是：采用180-280目的丝网印刷在单晶或多晶硅太阳能电池的背光面或向光面上，烘干温度为200-400℃，烘干10-60秒，再入隧道炉烧结，预热温度为200-400℃，时间为30-60秒，峰值温度为940-960℃，时间为0.5-1.5秒。

下面结合实施例对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

（1）、制备无机玻璃粉

按质量份称取45份Bi₂O₃，29份B₂O₃，12份SiO₂，7份BaO，4份Sb₂O₃，1份ZnO，2份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨6.5h，得到中粒径D₅₀为1.25μm，软化点为600℃的无机玻璃粉A1。

（2）、制备有机载体

按质量比将丁基卡必醇：松油醇：乙二醇乙醚醋酸酯以70：20：10混合均匀，得到混合有机溶剂。称取90.5份的混合有机溶剂，往该有机溶剂中加入8份有机粘结剂乙基纤维素STD-4(陶氏产粘度为4)、1份十六醇，加热至55℃使充分溶解，并搅拌4h，得到均匀澄清的有机载体B1。

（3）、制备铝导电浆料

按质量份称取22份的有机载体B1，置于高速分散机的不锈钢罐中，加入2份的甘油三油酸酯，一边搅拌，一边再加入1.0份的无机玻璃粉A1，搅拌均匀。再分批加入75份的两种不同中粒径的混合的球形铝粉（中粒径D₅₀为5.0-6.0μm的铝粉60份、中粒径D₅₀为1.0-2.0μm的的铝粉15份，铝粉均为河南远洋铝业生产）；每批次球形铝粉加入后先搅匀，再加下一批次，全部加完后，高速搅拌均匀。再用的三辊研磨机进行研磨3-5次，研磨至浆料细度＜15μm，得到本实施例的背场铝导电浆料S1。

实施例2

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入19份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1及5.0份的甘油三油酸酯。制得背场铝导电浆料S2。

实施例3

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入23.5份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1及0.5份的失水山梨醇油酸酯。制得背场铝导电浆料S3。

实施例4

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入22份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1，并加入1.0份的甘油三油酸酯及1.0份的失水山梨醇油酸酯。制得背场铝导电浆料S4。

实施例5

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入22份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1，并加入0.2份的甘油三油酸酯及1.8份的失水山梨醇油酸酯。制得背场铝导电浆料S5。

实施例6

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入22份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1，并加入2.0份季戊四醇单油酸酯。制得背场铝导电浆料S6。

实施例7

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入22份的由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1，并加入2份季戊四醇四油酸酯。制得背场铝导电浆料S7。

对比例1

采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的背场铝导电浆料，不同之处在于：去除步骤（3）中的附着力增进剂，加入24份由实施例1中步骤（2）所制得的有机载体B1，制得背场铝导电浆料DS1。

对比例2

采用专利CN101752459A的方法制备背场铝导电浆料。

（1）、制备玻璃粉

按质量份称取10份Al₂O₃、25份SiO₂、5份V₂O₅，10份ZnO，35份Bi₂O₃，5份Sb₂O₃，10份Fe₂O₃，采用球磨混合的方法，球磨3.5h，得到中粒径D₅₀为5.0μm玻璃粉DA1。

（2）、制备玻璃金属粉

按质量份称取1份铟粉、2份P₂O₅，97份上述步骤（1）制备的无机玻璃粉DA1，用速度为1000-1500转/分的粉碎机转1分钟后，得到中粒径D₅₀为2-5微米的无机粘合剂玻璃金属粉DAA1。

（3）、制备有机载体

按质量份称取2份复合乙基纤维素（粘度为220cps：粘度为100cps=1：4）、2份松香改性醇酸树脂，1份硬脂酸钙，4份十六醇、60份松油醇、1份乙二醇单丁醚，25份苯甲醇，5份二甘醇单丁醚醋酸酯混合均匀，加热至90℃，使其充分溶解，并搅拌1h，得到均匀澄清的有机载体DB1。

（4）、制备导电浆料

称取20份的有机载体DB1，置于高速分散机的不锈钢罐中，加入3份的玻璃金属粉DAA1，再加入2份的2-5微米的C粉，搅拌均匀。再分批加入75份的球形铝粉（中粒径D₅₀为5.0-6.0μm的铝粉60份、中粒径D₅₀为1.0-2.0μm的的铝粉15份，铝粉均为河南远洋铝业生产）；每批次球形铝粉加入后先搅匀，再加下一批次，全部加完后，高速搅拌均匀。再用的三辊研磨机进行研磨2-3次，研磨至浆料细度至15-30μm，得到本实施例的背场铝导电浆料DS2。

实施例8

（1）、制备无机玻璃粉

按质量份称取80.5份Bi₂O₃，11.5份B₂O₃，4份SiO₂，3份ZnO，1份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨8.5h得到中粒径D50为1.1μm，软化点为520℃的无机玻璃粉A8。

（2）、制备有机载体

按质量比将丁基卡必醇：松油醇：乙二醇乙醚醋酸酯以70：20：10混合均匀，得到混合有机溶剂。称取88.5份的混合有机溶剂，往该有机溶剂中加入10份有机粘结剂乙基纤维素STD-100(陶氏产粘度为100cps)、0.5份的改性氢化蓖麻油和1份十六醇，加热至55℃使充分溶解，并搅拌4h，得到均匀澄清的有机载体B8。

（3）、制备背光面导电银浆料

称取38份的有机载体B8，置于高速分散机的不锈钢罐中，加入2份的季戊四醇四油酸酯，一边搅拌，一边加入55份的中粒径D₅₀为1.60μm的银粉（日本DOWN公司生产Ag308F牌号银粉），5.0份的步骤（1）制得的玻璃粉A8，其中球形银粉分多次加入，每次加入先搅匀，再加下一次；全部加完后，高速搅匀；再用的三辊研磨机进行研磨6-8次，使其细度小于10μm，制得背光面银导电浆料S8。

实施例9

采用与实施例8相同的步骤制备本实施例的背光面银导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入35份的由实施例8中步骤（2）所制得的有机载体B8及5.0份的甘油三油酸酯。制得背光面银导电浆料S9。

实施例10

采用与实施例8相同的步骤制备本实施例的背光面银导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入39.5份的由实施例8中步骤（2）所制得的有机载体B8及0.5份的失水山梨醇油酸酯。制得背光面银导电浆料S10。

对比例3

采用与实施例8相同的方法步骤制备背光面电极银浆。不同的是：去除步骤（3）中的附着力增进剂，加入40质量份的由实施例8中步骤（2）所制得的有机载体B8，制得背光面银导电浆料DS3。

实施例11

（1）、制备无机玻璃粉

按质量份称取85份PbO，5.0份SiO₂,，6.0份ZnO，4.0份TiO₂。采用V型混合机将各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1200℃，保温2h，水淬过滤得到玻璃渣。将玻璃渣装入球磨罐中湿磨8.0h，过滤后烘干，再干磨0.5h，得到中粒径D₅₀为0.65μm的玻璃粉，软化点为450℃的无机玻璃粉A11。

（2）、制备有机载体

按照质量比为松油醇：丁基卡必醇：柠檬酸三丁酯=60：20：20的比例将有机溶剂混合均匀，组成混合溶剂。取92.5份的混合溶剂，加入6.0份的有机粘结剂STD-4(陶氏产，粘度为4)，0.5wt%的改性氢化蓖麻油，1.0wt%的十八醇，加热到55℃，使其充分溶解，并搅拌均匀，得到有机载体B11。

（3）、制备向光面银导电浆料

取9.0份步骤（2）制备的有机载体B11置于高速分散机的不锈钢罐中，再加入2.0份的季戊四醇四油酸酯，一边搅拌，一边加入85份的中粒径D₅₀为0.70±0.3μm的球形银粉（日本昭荣公司生产Ag-204A牌号银粉），4.0份的步骤（1）制得的玻璃粉A11，其中球形银粉分多次加入，每次加入先搅匀，再加下一次；全部加完后，高速搅匀；再用的三辊研磨机进行研磨8-10次，使其细度小于5-8μm，制得向光面银导电浆料S11。

实施例12

采用与实施例11相同的步骤制备本实施例的向光面导电银浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入6.0份的由实施例11中步骤（2）所制得的有机载体B11及5.0质量份的甘油三油酸酯。制得向光面银导电浆料S12。

实施例13

采用与实施例11相同的步骤制备本实施例的背光面银导电浆料，不同之处在于：步骤（3）中加入10.5份的由实施例11中步骤（2）所制得的有机载体B11及0.5份的失水山梨醇油酸酯。制得向光面银导电浆料S13。

对比例4

采用与实施例11相同的方法步骤制备背光面电极银浆。不同之处在于：去除步骤（3）中的附着力促进剂，加入11质量份的由实施例11中步骤（2）所制得的有机载体B11，制得向光面银导电浆料DS4。

实施例14-20

采用的多晶硅片规格为：156×156mm，厚度为200μm（腐蚀前），印刷前厚度为180μm。在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后，先采用280目丝网印刷背面银浆（Dupont公司的PV505银浆），背银浆的印刷湿重为35-50mg，烘干，在背银浆余下背光面部分，同样采用280目印刷上述制备的背场铝浆样品S1-S7，铝浆的印刷湿重为1.2-1.4g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105-125mg，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，得到太阳电池片样品SS1-SS7。

对比例5-6

按照实施例14-20相同的方法制备太阳能电池片样品DSS1、DSS2，区别在于印刷背场铝导电浆料DS1、DS2。

实施例21-23

采用的多晶硅片规格为：156×156mm，厚度为200μm（腐蚀前），印刷前厚度为180μm。在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后，先采用280目丝网印刷上述背光面电极银浆样品S8-S10，背银浆的印刷湿重为35-50mg，烘干，在背银浆余下背光面部分，同样采用280目印刷背场铝浆（台湾硕禾科技108C铝浆），铝浆的印刷湿重为1.2-1.4g烘干后，采用400目、线宽为60μm的网版印刷向光面电极银浆（Dupont公司17F银浆），印刷湿重为105-125mg，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，得到太阳电池片样品SS8-SS10。

对比例7

按照实施例21-23相同的方法制备太阳能电池片样品DSS3，区别在于印刷背光面银导电浆料DS3。

实施例24-26

采用的多晶硅片规格为：156×156mm，厚度为200μm（腐蚀前），印刷前厚度为180μm。在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后，先采用280目丝网印刷背面银浆（Dupont公司的PV505银浆），背银浆的印刷湿重为35-50mg，烘干，在背银浆余下背光面部分，同样采用280目印刷背场铝导电浆料（台湾硕禾科技108C铝浆），铝浆的印刷湿重为1.20-1.40g，烘干后，采用400目、线宽为60μm的网版将向光面银导电浆料样品S11-S13印刷在硅片的向光面上，印刷湿重为110-130mg，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，得到太阳电池片样品SS11-SS13。

对比例8

按照实施例24-26相同的方法制备太阳能电池片样品DSS4，区别在于印刷向光面银导电浆料DS4。

性能测试

下列测试每次试验某种浆料采用200片电池片，试验数据取其平均值。

1、表面状况：用10倍放大镜观察太阳能电池金属膜表面，银电极表面是否有沙眼或针孔，若表面光滑、无积点与孔洞等现象，则记为OK，否则记为NG。观察铝膜是否有起珠或起疱现象，如无珠或疱则记为OK，否则记为NG。结果见表1。

2、掉粉状况（只针对铝背场）：取两张太阳能电池片，按顺序叠放，将上一片的电池片的铝背场与下一片的电池的向光面电极进行3-5次的摩擦实验，观察是否有下面一张电池正面电极是否与沾污，或是否有铝粉掉落到的其正面电极上。如无，则记为OK，否则记为NG。结果见表1。

3、焊接强度（δ₁，针对向光面电极和背光面电极，单位：N/mm）：选用上海胜陌2mm*0.2mm锡铅焊带，用汉高X32-10I型助焊剂浸泡后烘干，然后在330℃对向光面或背光面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，测试其单位宽度上的平均剥离力。结果见表1。

4、剥离强度（δ₂，针对铝背场，单位N/cm）：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2.0cm宽的长条，使用山度SH-100拉力计沿180°方向对其进行拉力测试，测其单位宽度上的平均剥离力。如平均剥离力大于20N/cm，则符合行业要求。结果见表1。

5、翘曲度(W，单位：mm)：采用精度为0.01mm的数显游标卡尺进行测量，翘曲程度小于2.0mm为OK，否则记为NG。结果见表1。

6、光电转化效率(Eta，单位：%)：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。结果见表1。

表1

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表1中可以看出，本发明的导电浆料应用于晶体硅太阳能电池中，过隧道炉烧结后，烧结后的硅与金属粉、以及金属粉本身形成层致密，从表中数据可以看出，本发明的导电浆料制备的背光面及向光面电极的焊接强度都得到了提高，尤其是背光面电极的焊接强度提高了一倍以上；铝背场与硅的剥离强度也有所提高，更重要的是，本发明的铝浆烧结后的铝膜的耐刮搽性能好，不出现掉粉现象，电池片的翘曲度在2mm以内，其光电转化效率也符合行业要求，且本发明能制备向光面银浆、背光面银浆、背电场铝浆等应用广泛的晶体硅太阳能电池用导电浆料。

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 (14)

1.一种晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述导电浆料包括金属粉、无机玻璃粉、有机载体及附着力增进剂；所述有机载体包括有机粘结剂；所述附着力增进剂为多元醇与不饱和脂肪酸形成的醇酯，所述附着力增进剂的分子量为300-1500。

2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，以所述导电浆料的总重量为基准，所述附着力增进剂的含量为0.5-5.0wt%。

3.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂的羟值为150-300mgKOH/g。

4.根据权利要求3所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂的酸值为≤20mgKOH/g。

5.根据权利要求4所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂的pH为5.0-7.0。

6.根据权利要求5所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂为甘油单油酸酯、甘油三油酸酯、甘油三亚油酸酯、季戊四醇单油酸酯、季戊四醇二油酸酯、季戊四醇三油酸酯、季戊四醇四油酸酯和失水山梨醇油酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂为甘油三油酸酯、季戊四醇四油酸酯和失水山梨醇油酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述附着力增进剂为甘油三油酸酯和失水山梨醇油酸酯；所述甘油三油酸酯和失水山梨醇油酸酯的质量比为1：1-9。

9.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，以所述导电浆料总重量为基准，所述金属粉的含量为50-90wt%，所述无机玻璃粉的含量为1.0-10wt%，所述有机载体的含量为5.0-50wt%。

10.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所选金属粉为银粉、铝粉和银包铜粉中的至少一种。

11.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述有机载体中还含有有添加剂和有机溶剂；以有机载体总重量为基准，所述有机粘结剂的含量为2.0-15wt%，所述添加剂的含量为0.1-5.0wt%，所述有机溶剂的含量为85-98wt%。

12.根据权利要求11所述的晶体硅太阳能电池导电浆料，其特征在于，所述有机溶剂包括松油醇、丁基卡必醇、松节油、乙二醇单甲醚、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、磷酸三丁酯和苯甲醇中的两种或两种以上；所述有机粘结剂包括乙基纤维素、丁基纤维素、醇酸树脂、环氧树脂和酚醛树脂中的至少一种；所述添加剂包括改性氢化蓖麻油、聚酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、十六醇、十八醇中的至少一种。

13.一种权利要求1-12任意一项所述的晶体硅太阳能电池导电浆料的制备方法，其特征在于，将无机玻璃粉和附着力增进剂分散于有机载体中，然后加入金属粉，研磨即得到晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述导电浆料的细度为5-15mm。