CN105590663A - 无铅无铋导电银浆、银栅线的制备方法及硅太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其中，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28~80%。本发明还涉及一种采用上述无铅无铋导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。本发明提供的玻璃粉无铅无铋，其采用SnO为主体。因此，采用该玻璃粉的导电银浆也无铅无铋，且在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层，烧结后能在太阳能电池表面形成低欧姆接触电阻的电极银栅线。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种硅太阳能电池正极导电银浆、采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。
背景技术
能源是国民经济发展的基础。煤炭、石油、天然气等传统化石能源储量有限，并且在使用过程中不可避免地带来环境污染。太阳能作为一种可持续的清洁能源，近几十年来在许多国家获得重视和发展。太阳能电池具有能够直接把太阳能转化为电能、系统无运动部件、使用方便等优点，因而成为一种重要的可再生能源器件。
目前太阳能电池有晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等类型。晶硅太阳能电池具有原材料成本低、光电转化效率高、使用寿命长等优点，目前是工业界应用最广泛的太阳能电池产品。
银浆因为其良好的导电性，一直被广泛应用于晶硅太阳能电池正面电极。银浆的主体是银粉，另外还包含少量的玻璃粉和有机添加剂。尽管玻璃粉的含量通常只占银浆质量的5%左右，但它在银浆中扮演很重要的角色。一方面，为了最大程度地吸收、利用太阳光，商业太阳能电池会在发射极上镀氮化硅减反射层，因此需要玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层，使银电极与硅基板能够有直接的欧姆接触，从而输出光生载流子。另一方面，玻璃粉能够帮助银在烧结过程中形成致密结构，从而降低太阳能电池的串联电阻。为了实现玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层的目的，目前大多数商用银浆使用的是对环境有污染、含有PbO的玻璃粉。
然而，随着人们对环境问题的重视，银浆的无铅化成为晶硅太阳能电池生产的一个趋势。于是人们采用Bi2O3替代PbO的无铅玻璃粉制备银浆。现有的无铅玻璃粉中Bi2O3为主体，通常Bi2O3的含量大于20%，甚至到达50%。然而，采用含有Bi2O3的玻璃粉制成的银浆因为效率不高、电极易脱附等原因无法获得大规模工业应用。
发明内容
本发明涉及一种无铅无铋导电银浆，采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。
一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其中，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28~80%。
进一步，所述玻璃粉的其它组分为选自P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。
进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
进一步，所述玻璃粉仅由SnO和P2O5组成。
进一步，所述银粉的质量百分比为70~80%，所述玻璃粉的质量百分比为2~6%，所述有机树脂的质量百分比为2~6%，所述有机溶剂的质量百分比为12~20%。
进一步，所述银粉为粒径为1~3微米的球形颗粒，所述玻璃粉的粒径为0.5微米~3微米，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。
一种硅太阳能电池电极银栅线的制备方法，该方法包括：将上述无铅无铋导电银浆印刷在硅半导体层的氮化硅减反射层表面形成电极银栅线预制体；以及将所述电极银栅线预制体在120~200(C预烧5~20分钟，然后在850~950(C将所述电极银栅线烧结1~10分钟。
一种硅太阳能电池，其包括：一硅半导体层，该硅半导体层的一表面具有一氮化硅减反射层；以及一设置于该氮化硅减反射层表面的正极电极，其中，所述正极电极包括采用上述方法制备的电极银栅线。
进一步，所述硅半导体层为单晶硅或多晶硅；所述电极银栅线中无铅且无铋。
本发明提供的无铅无铋导电银浆，其采用SnO为主体且在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层，烧结后能在太阳能电池表面形成低欧姆接触电阻的电极银栅线，是目前含铅或含铋导电银浆的良好替代品。
附图说明
图1为本发明的无铅无铋导电银浆在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层的试验结果。
主要元件符号说明
无。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将说明本发明提供的无铅无铋导电银浆，采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及本发明提供的硅太阳能电池。
本发明首先提供了一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；无铅无铋玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%。优选地，所述银粉的质量百分比为70~80%，所述无铅无铋玻璃粉的质量百分比为2~6%，所述有机树脂的质量百分比为2~6%，所述有机溶剂的质量百分比为12~20%。所述银粉为粒径为1~3微米的球形颗粒，所述无铅无铋玻璃粉为粒径为0.5~3微米的玻璃粉，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。
具体地，所述无铅无铋玻璃粉包括SnO和其它组分。其中，该其它组分为选自P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。所述玻璃粉的组分及质量百分比可以为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。优选地，SnO55~75%；B2O320~40%；ZnO0~3%；SiO20~2%；BaO0~2%；Na2O0~1%；K2O0~1%。或者所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。优选地，SnO55~75%；P2O530~45%；ZnO0~3%；SiO20~2%；BaO0~2%；Na2O0~1%；K2O0~1%。
所述玻璃粉采用“熔融-淬火”法制取，其制备方法为：首先，按质量百分比配备原料。然后，将上述原料在惰性气氛保护下混合均匀，在真空环境下加热，加热温度控制在800~1400(C，保温30~60分钟，将熔化后的混合物投入去离子水中淬火，将淬火后的固体使用行星球磨机以200~400转每分钟的转速球磨1~6小时，得到无铅无铋玻璃粉。优选地，将上述原料在惰性气氛保护下混合，在真空环境下加热，加热温度在900~1000(C，保温30分钟，将熔化后的混合物投入去离子水中淬火，将淬火后的固体使用行星球磨机以300~350转每分钟的转速球磨2~4小时，得到粒径为0.5~3微米的玻璃粉。
本发明进一步提供了一种采用上述无铅无铋导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法。该方法包括：首先，将上述无铅无铋导电银浆印刷在硅半导体层的氮化硅减反射层表面形成电极银栅线预制体。然后，将所述电极银栅线预制体在120~200(C预烧5~20分钟，然后在850~950(C将所述电极银栅线烧结1~10分钟。优选地，所述太阳能电池电极银栅线预制体的预烧温度控制在150~160(C，预烧时间为10~15分钟，烧结温度控制在850~950(C，烧结时间为2~5分钟。
本发明将50mg的SnO和50mg的Si3N4粉末混合，然后在惰性气氛保护下进行“差热-质谱联动”分析。请参见图1，结果在900(C左右有氮气产生，表明SnO可以烧穿氮化硅减反射层。因此，采用上述无铅无铋导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的烧结过程中，该无铅无铋导电银浆可以烧穿氮化硅减反射层。
本发明进一步还提供了一种硅太阳能电池，其包括：一硅半导体层，该硅半导体层的一表面具有一氮化硅减反射层；以及一设置于该氮化硅减反射层表面的正极电极，其中，所述正极电极包括采用上述方法制备的电极银栅线。可以理解，所述电极银栅线中无铅且无铋。所述硅半导体层可以为单晶硅或多晶硅。所述硅太阳能电池的负极电极以及其它元件结构不限，可以为现有结构，此处不再详述。
本发明具有以下有益效果：首先，本发明中的玻璃粉无铅无铋，其采用SnO为主体，既环保又成本低廉。尤其，采用SnO体系的玻璃粉，在1000(C左右即可制得，与其它玻璃粉体系相比制备温度较低，有利于工业生产。其次，采用该玻璃粉的导电银浆也无铅无铋，且在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层，烧结后能在太阳能电池表面形成低欧姆接触电阻的电极银栅线。而且，该电极银栅线的结构致密，有利于降低太阳能电池的串联电阻，从而提高太阳能电池的效率。因此，本发明提供的太阳能电池银浆是含铅和铋的银浆的可选替代品。
以下为本发明的具体实施例
实施例1
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末4.3g和P2O5粉末10.7g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在900(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、1.3%和3.2%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为452mV，短路电流为28.1mA/cm2，填充因子为38.9%，光电转换效率为4.9%。
实施例2
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末8.4g和P2O5粉末6.6g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在900(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、2.5%和2.0%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为447mV，短路电流为38.8mA/cm2，填充因子为44.7%，光电转换效率为7.7%。
实施例3
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末9.1g和P2O5粉末5.9g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、2.7%和1.8%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为488mV，短路电流为36.0mA/cm2，填充因子为29.6%，光电转换效率为5.2%。
实施例4
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末9.9g和P2O5粉末5.1g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.0%和1.5%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为445mV，短路电流为30.7mA/cm2，填充因子为43.1%，光电转换效率为5.9%。
实施例5
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末10.6g和P2O5粉末4.4g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.2%和1.3%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为457mV，短路电流为35.3mA/cm2，填充因子为43.2%，光电转换效率为7.0%。
实施例6
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末10.6g和P2O5粉末4.4g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.2%和1.3%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧2分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为468mV，短路电流为39.2mA/cm2，填充因子为38.9%，光电转换效率为7.1%。
实施例7
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末10.6g和P2O5粉末4.4g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.2%和1.3%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在900(C终烧5分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为472mV，短路电流为32.4mA/cm2，填充因子为37.7%，光电转换效率为5.8%。
实施例8
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末10.6g和P2O5粉末4.4g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和P2O5的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.2%和1.3%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在900(C终烧2分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为526mV，短路电流为25.8mA/cm2，填充因子为33.6%，光电转换效率为4.6%。
参见如下表1，表1列出了实施例1,2,3,4,5,6,7中得到的太阳能电池片的光电性能，可以发现，当银浆中SnO的质量百分比为2.5%，P2O5的质量百分比为2.0%，且银浆在950(C终烧5分钟后，得到的电池片效率最高，为7.7%。
实施例9
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末10.8g和B2O3粉末4.2g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和B2O3的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.2%和1.3%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在850(C终烧2分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为449mV，短路电流为33.9mA/cm2，填充因子为37.2%，光电转换效率为5.7%。
实施例10
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末11.4g和B2O3粉末3.6g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO和B2O3的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、3.4%和1.1%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在850(C终烧2分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为488mV，短路电流为33.9mA/cm2，填充因子为48.0%，光电转换效率为7.9%。
实施例11
首先，制备无铅无铋玻璃粉。取SnO粉末9.8g、P2O5粉末4.2g、ZnO粉末0.2g、SiO2粉末0.2g、BaO粉末0.2g、Na2O粉末0.2g、K2O粉末0.2g，将这些固体粉末在装有氮气的手套箱中均匀混合。接着，将得到的固体混合物装入石英管中并抽真空，在1000(C加热30分钟，把得到的熔融混合物投入离子水中淬火。最后，将得到的固体用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，得到的玻璃粉用于银浆的制备。
接着，制备无铅无铋太阳能电池导电银浆。把银粉、乙基纤维素和上述制得的无铅无铋玻璃粉按80:2.5:4.5的质量比混合，然后使用行星球磨机以350转每分钟的转速球磨3小时，取球磨得到的混合物8.7g与1.3g的α-萜品醇进行均匀机械混合得到无铅无铋银浆。用这种方法制得的银浆中，银粉、乙基纤维素、α-萜品醇、SnO、P2O5、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、K2O的质量百分比分别为80%、2.5%、13%、2.9%、1.3%、0.06%、0.06%、0.06%、0.06%、0.06%。
然后，制作晶硅太阳能电池。利用丝网印刷机将上述制得的银浆印刷在镀有氮化硅减反射层的单晶硅太阳能电池正面，形成正面电极银栅线。然后将电池片在150(C预烧10分钟，之后在950(C终烧2分钟。
最后，制作太阳能电池背面电极并进行效率测试。得到的电池片的开路电压为464mV，短路电流为26.9mA/cm2，填充因子为36.2%，光电转换效率为4.5%。
参见如下表1-2。其中，表1本发明实施例1-6的银浆组分、太阳能电池片烧结参数以及太阳能电池片测试结果列表，表2本发明实施例7-11的银浆组分、太阳能电池片烧结参数以及太阳能电池片测试结果列表。
上述各实施例是对本发明内容作进一步说明，不应理解为本发明的范围仅限于上述实施例，凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明保护的范围。另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其特征在于，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28~80%。
2.如权利要求1所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的其它组分为选自P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
4.如权利要求2所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
5.如权利要求4所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉仅由SnO和P2O5组成。
6.如权利要求1所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述银粉的质量百分比为70~80%，所述玻璃粉的质量百分比为2~6%，所述有机树脂的质量百分比为2~6%，所述有机溶剂的质量百分比为12~20%。
7.如权利要求1所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述银粉为粒径为1~3微米的球形颗粒，所述玻璃粉的粒径为0.5微米~3微米，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。
8.一种硅太阳能电池电极银栅线的制备方法，其特征在于，该方法包括：
将权利要求1-7中任意一项所述的无铅无铋导电银浆印刷在硅半导体层的氮化硅减反射层表面形成电极银栅线预制体；以及
将所述电极银栅线预制体在120~200(C预烧5~20分钟，然后在850~950(C将所述电极银栅线烧结1~10分钟。
9.一种硅太阳能电池，其包括：
一硅半导体层，该硅半导体层的一表面具有一氮化硅减反射层；以及
一设置于该氮化硅减反射层表面的正极电极，其特征在于，所述正极电极包括采用权利要求8所述的方法制备的电极银栅线。
10.如权利要求9所述的硅太阳能电池，其特征在于，所述硅半导体层为单晶硅或多晶硅；所述电极银栅线中无铅且无铋。
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