CN105513672A - 一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料的制备方法，属于银浆料制备技术领域。本发明首先将无水碳酸钠与硝酸银溶液混合，并进行超声分散处理，用氢氧化钠溶液调节pH后，向其滴加水合肼溶液，对其抽滤，用去离子水洗涤，干燥，得菱形立体超细银粉；将其置于平面模具中，振荡，碾磨，收集碾磨后的片状菱形银片，并将其与制备的载体溶剂等物质进行研磨轧制即可。本发明制备的片状菱形银粉浆料能够有序的自动排列，提高了其分散性能，使其分布均匀；降低了接触电阻率，提高了光电转化率，光电转化率为17.561～17.824％，同时含银率低于45％，降低了其成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料的制备方法，属于银浆料制备技术领域。
背景技术
太阳能电池背银浆料是太阳能电池电子浆料的主要组成部分，它在太阳能电池生产中主要是用来制作背面主栅，起到将铝背场收集的电流汇流导出的作用。太阳能电池背面银浆主要由银粉、有机粘合剂、无机粘合剂、溶剂以及助剂组成。
降低银浆成本是银浆是降低太阳能电池片成本的一个重要环节，也能够让太阳能电池更具有市场优势；另外在现有的银浆中使用银粉的粒径基本上是一致的，这样若银粉粒径过大，丝网印刷会出现裂纹，而且会增大接触电阻，若银粉粒径过小，银粉会出现团聚问题，影响银粉分布的均匀性，因此有必要对银粉的粒径进行有效调控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前银浆中银粉粒径过小，银粉会出现团聚问题，影响银粉分布的均匀性，提供了一种制备菱形状的银浆料，使其能够自动排列，解决银粉粒径小影响分布的均匀性的问题，本发明制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料具有很好的分散性能，比表面性能高，同时降低了接触电阻率，光电转化率高。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；
（2）待搅拌完成后，将其置于200～300W下超声分散处理10～15min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.5～8.0，制备得分散悬浊液；
（3）按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在350～400r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；
（4）待滴加完成后，继续搅拌混合1～2h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于20～40℃下真空干燥2～3h，制备得菱形立体超细银粉；
（5）将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡2～3min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨3～5次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；
（6）按重量份数计，选取25～50份松油醇、15～20份丁卡酯、25～30份乙二醇丁醚、2～3份乙基纤维素、3～7份氢化蓖麻油、2～3份卵磷脂、3～12份草酸，在20～30℃下搅拌混合制备得载体溶剂；
（7）按重量份数计，选取25～40份步骤（5）制备的片状菱形银片、45～50份的上述制备载体溶剂、5～10份单晶硅粉末和10～15份二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
本发明的应用方法：将本发明制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料应用于太阳能电池，其中具体操作为首先在P形硅基板上，通过扩散形成n形发射极，再利用腐蚀剂的腐蚀作用在n形半导体表面形成一层金字塔形的绒面结构，随后镀上一层氮化硅的减反射膜，减反射膜上通过印刷银浆料制备正面银电极，在背面先通过印刷铝浆料，使铝硅在烧结时合金化形成铝背场，铝背场通过印刷上述制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料制备背面电极，在太阳能电池使用过程中检测，其光电转化率为17.561～17.824％，导电性能好。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的片状菱形银粉浆料能够有序的自动排列，提高了其分散性能，使其分布均匀；
（2）本发明制备的片状菱形银粉浆料降低了接触电阻率，提高了光电转化率，光电转化率为17.561～17.824％；
（3）本发明中的含银率低于45％，降低了其成本，同时制备步骤简单，有利于扩大化生产。
具体实施方式
首先按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；待搅拌完成后，将其置于200～300W下超声分散处理10～15min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.5～8.0，制备得分散悬浊液；再按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在350～400r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；待滴加完成后，继续搅拌混合1～2h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于20～40℃下真空干燥2～3h，制备得菱形立体超细银粉；接着将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡2～3min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨3～5次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；再按重量份数计，选取25～50份松油醇、15～20份丁卡酯、25～30份乙二醇丁醚、2～3份乙基纤维素、3～7份氢化蓖麻油、2～3份卵磷脂、3～12份草酸，在20～30℃下搅拌混合制备得载体溶剂；最后按重量份数计，选取25～40份片状菱形银片、45～50份上述制备载体溶剂、5～10份单晶硅粉末和10～15份的二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
实例1
首先按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；待搅拌完成后，将其置于300W下超声分散处理15min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，制备得分散悬浊液；再按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在400r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；待滴加完成后，继续搅拌混合2h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于40℃下真空干燥3h，制备得菱形立体超细银粉；接着将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡3min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨5次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；再按重量份数计，选取50份松油醇、15份丁卡酯、25份乙二醇丁醚、2份乙基纤维素、3份氢化蓖麻油、2份卵磷脂、3份草酸，在30℃下搅拌混合制备得载体溶剂；最后按重量份数计，选取40份片状菱形银片、45份上述制备的载体溶剂、5份单晶硅粉末和10份二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
将本发明制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料应用于太阳能电池，其中具体操作为首先在P形硅基板上，通过扩散形成n形发射极，再利用腐蚀剂的腐蚀作用在n形半导体表面形成一层金字塔形的绒面结构，随后镀上一层氮化硅的减反射膜，减反射膜上通过印刷银浆料制备正面银电极，在背面先通过印刷铝浆料，使铝硅在烧结时合金化形成铝背场，铝背场通过印刷上述制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料制备背面电极，在太阳能电池使用过程中检测，其光电转化率为17.561％，导电性能好。
实例2
首先按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；待搅拌完成后，将其置于200W下超声分散处理10min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.5，制备得分散悬浊液；再按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在350r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；待滴加完成后，继续搅拌混合1h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于20℃下真空干燥2h，制备得菱形立体超细银粉；接着将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡2min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨3次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；再按重量份数计，选取25份松油醇、20份丁卡酯、30份乙二醇丁醚、3份乙基纤维素、7份氢化蓖麻油、3份卵磷脂、12份草酸，在30℃下搅拌混合制备得载体溶剂；最后按重量份数计，选取25份片状菱形银片、50份上述制备的载体溶剂、10份单晶硅粉末和15份二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
将本发明制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料应用于太阳能电池，其中具体操作为首先在P形硅基板上，通过扩散形成n形发射极，再利用腐蚀剂的腐蚀作用在n形半导体表面形成一层金字塔形的绒面结构，随后镀上一层氮化硅的减反射膜，减反射膜上通过印刷银浆料制备正面银电极，在背面先通过印刷铝浆料，使铝硅在烧结时合金化形成铝背场，铝背场通过印刷上述制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料制备背面电极，在太阳能电池使用过程中检测，其光电转化率为17.824％，导电性能好。
实例3
首先按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；待搅拌完成后，将其置于250W下超声分散处理12min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至7.7，制备得分散悬浊液；再按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在370r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；待滴加完成后，继续搅拌混合1h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于30℃下真空干燥3h，制备得菱形立体超细银粉；接着将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡2min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨4次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；再按重量份数计，选取40份松油醇、20份丁卡酯、25份乙二醇丁醚、2份乙基纤维素、3份氢化蓖麻油、3份卵磷脂、7份草酸，在25℃下搅拌混合制备得载体溶剂；最后按重量份数计，选取30份片状菱形银片、50份上述制备的载体溶剂、10份单晶硅粉末和10份二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
将本发明制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料应用于太阳能电池，其中具体操作为首先在P形硅基板上，通过扩散形成n形发射极，再利用腐蚀剂的腐蚀作用在n形半导体表面形成一层金字塔形的绒面结构，随后镀上一层氮化硅的减反射膜，减反射膜上通过印刷银浆料制备正面银电极，在背面先通过印刷铝浆料，使铝硅在烧结时合金化形成铝背场，铝背场通过印刷上述制备的太阳能电池背面片状菱形银粉浆料制备背面电极，在太阳能电池使用过程中检测，其光电转化率为17.721％，导电性能好。
Claims (1)
1.一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:20，将硝酸银与去离子水搅拌混合制备得硝酸银溶液，随后按无水碳酸钠与硝酸银溶液质量比1:21，将无水碳酸钠添加至上述制备的硝酸银溶液中，待搅拌至无沉淀产生后停止搅拌；
（2）待搅拌完成后，将其置于200～300W下超声分散处理10～15min，使沉淀完全分散并用0.8mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.5～8.0，制备得分散悬浊液；
（3）按水合肼与去离子水质量比1:5，将水合肼与去离子水搅拌混合制备得水合肼溶液，随后按水合肼溶液与分散悬浊液质量比1:10，在350～400r/min转速下，将水合肼溶液缓慢滴加至分散悬浊液中，控制滴加速度为1mL/min；
（4）待滴加完成后，继续搅拌混合1～2h，随后对其抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤至pH至7.0后，将其置于20～40℃下真空干燥2～3h，制备得菱形立体超细银粉；
（5）将上述制备的菱形立体超细银粉置于平面模具中，振荡2～3min使银粉颗粒完全分散，随后将平面模具置于碾压装置中，以同向力进行加压并碾磨，重复碾磨3～5次后，收集碾磨后的片状菱形银片备用；
（6）按重量份数计，选取25～50份松油醇、15～20份丁卡酯、25～30份乙二醇丁醚、2～3份乙基纤维素、3～7份氢化蓖麻油、2～3份卵磷脂、3～12份草酸，在20～30℃下搅拌混合制备得载体溶剂；
（7）按重量份数计，选取25～40份步骤（5）制备的片状菱形银片、45～50份上述制备的载体溶剂、5～10份单晶硅粉末和10～15份二氧化硅粉末，搅拌混合并置于三辊研磨机中进行研磨轧制，待轧制完成后，即可制备得一种太阳能电池背面片状菱形银粉浆料。
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