CN106898412A - 一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料。成分主要由以下重量百分比的原料组成：银粉75～90%；玻璃粉1～8%；有机载体5～15%；助剂0～3%；余量为溶剂。本发明的微晶玻璃的电导率增加、介电损耗比较小，降低了接触电阻，从而提高填充因子，进而提高电池光转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料。
背景技术
太阳能作为一种可再生的清洁能源取之不尽、用之不竭，使用过程中几乎不产生环境污染。太阳能作为一种新型清洁能源, 经过40年的发展，现在更多的研究集中在如何将太阳能电池、太阳能汽车、太阳能建筑等应用到人们的现实生活中，以减轻对传统能源的依赖。太阳能光伏发电在将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。由此可以看出，太阳能电池市场前景广阔。
从2006年到2015年，光伏在中国完成了从实验室到生产线的变身，并以2000亿元的行业总产值、4.7%的平均利润率，累计装机容量4318万千瓦的规模，成为全球最大的市场。
但现有的太阳能电池浆料介电损耗大，接触电阻大，从而使得光转化效率低。
发明内容
为了克服现有的太阳能电池浆料转化效率低的不足，本发明提供了一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，成分主要由以下重量百分比的原料组成：银粉75～90%；玻璃粉1～8%；有机载体5～15%；助剂0～3%；余量为溶剂。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述玻璃粉为微晶玻璃粉。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述玻璃粉属于PbO-TeO2-Al2O3-SiO2系玻璃粉，各组分质量百分比为：成核剂0.2～15%、PbO 20～65%、SiO2 2～25%、TeO2 2～40%、Al2O3 2～20%、B2O3 0.1～10%、Bi2O3 0.2～5%、Sb2O5 0.2～5%、NH4NO3 0.2～5%、ZnO 0～15%、MgO 0～3%、CuO 0～3%、Li2O 0.2～3%。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的成核剂选自ZrO2、TiO2、P2O5，Cr2O3、Fe2O3、SnO、Er2O3、La2O3、CeO2、CaF2、Na3AlF6、Na2SiF6、MgF2、BiF3中一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述玻璃粉的Tg温度为300℃～450℃、玻璃粉Ts温度为680～850℃、玻璃粉的平均粒径为0.5～3.5微米。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括包括以下步骤：
（1）将玻璃粉的各组分按质量百分比称取后，放入搅拌器内混合1～2小时；
（2）将混合均匀的玻璃粉原料放入恒温干燥箱中，烘干1～2小时，烘干温度为100～150℃；
（3）将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体。
（4）将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣；
（5）使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括将原料按百分比放入行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下。
本发明的有益效果是，本发明的微晶玻璃的电导率增加、介电损耗比较小，降低了接触电阻，从而提高填充因子，进而提高电池光转化效率。
具体实施方式
一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，成分主要由以下重量百分比的原料组成：银粉75～90%；玻璃粉1～8%；有机载体5～15%；助剂0～3%；余量为溶剂。所述玻璃粉为微晶玻璃粉。所述玻璃粉属于PbO-TeO2-Al2O3-SiO2系玻璃粉，各组分质量百分比为：成核剂0.2～15%、PbO 20～65%、SiO2 2～25%、TeO2 2～40%、Al2O3 2～20%、B2O3 0.1～10%、Bi2O30.2～5%、Sb2O5 0.2～5%、NH4NO3 0.2～5%、ZnO 0～15%、MgO 0～3%、CuO 0～3%、Li2O 0.2～3%。所述的成核剂选自ZrO2、TiO2、P2O5，Cr2O3、Fe2O3、SnO、Er2O3、La2O3、CeO2、CaF2、Na3AlF6、Na2SiF6、MgF2、BiF3中一种或两种以上以任意比例混合的混合物，所述玻璃粉的Tg温度为300℃～450℃、玻璃粉Ts温度为680～850℃、玻璃粉的平均粒径为0.5～3.5微米。
包括以下步骤：
（1）将玻璃粉的各组分按质量百分比称取后，放入搅拌器内混合1～2小时；
（2）将混合均匀的玻璃粉原料放入恒温干燥箱中，烘干1～2小时，烘干温度为100～150℃；
（3）将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体。
（4）将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣；
（5）使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米。将原料按百分比放入行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下。
实施例1
本实施例正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉85%、玻璃粉6%、有机载体8%、BYK110 0.2%，其余为溶剂。
制备玻璃粉：PbO 48%、SiO2 8.5%、TeO2 15.5%、Al2O3 7%、B2O3 3%、Bi2O3 1.5%、Sb2O5 2%、NH4NO3 1%、ZnO 1.5%、MgO 1%、CuO 1.5%、Li2O 0.5%，成核剂TiO2 6%、CeO2 1%、MgF2 2%，在搅拌器中混合1个小时，混合均匀后放入恒温干燥器100℃。将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体。将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣，使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米；
制作有机载体：松香5%、乙基纤维素1%、聚酰胺5%，丙烯酸树脂 5% 丁基卡必醇50%、柠檬酸三丁酯35%；
按上述配方比例称取银粉85%、玻璃粉6%、有机载体8%、BYK 110 0.2%，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为250Pa.s（25℃），测试的多晶硅片数为500片，对比产线结果，如表1所示。
实施例2
本实施例正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉78%、玻璃粉2%、有机载体13%、Tego 240 0.5%，其余为溶剂。
制备玻璃粉：PbO 20%、SiO210%、TeO2 38%、Al2O3 2%、B2O37%、Bi2O3 3%、Sb2O52%、NH4NO3 3%、ZnO 2%、MgO 2%、CuO 2%、Li2O 1%，成核剂Er2O3 2%、SnO 3%、CaF2 3%，在搅拌器中混合1个小时，混合均匀后放入恒温干燥器100℃。将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体。将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣，使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米；
制备有机载体：乙基纤维素3%、聚酯2%、丙烯酸5%、松油醇50%、乙二醇苯醚20%、丁基卡必醇 20%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；按上述配方比例称取银粉78%、玻璃粉2%、有机载体13%、Tego 240 0.5%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。
按上述配方比例称取银粉78%、玻璃粉2%、有机载体13%、Tego 240 0.5%，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为210Pa.s（25℃），测试的多晶硅片数为500片，对比产线结果，如表1所示。
实施例3
本实施例正银导电浆料的组成及其重量百分比：银粉79%、玻璃粉3%、有机载体6%、BYK110 0.5%，其余为溶剂。
制备玻璃粉：PbO 32%、SiO2 13%、TeO2 12%、Al2O3 8%、B2O3 5%、Bi2O3 3%、Sb2O55%、NH4NO3 2%、ZnO 2%、MgO 1%、CuO 2%、Li2O 2%，成核剂Er2O3 3%、La2O3 2%、CeO2 1%、CaF2 2%、Na3AlF6 5%，在搅拌器中混合1个小时，混合均匀后放入恒温干燥器100℃。将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体。将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣，使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米；
制备有机载体：丙烯酸树脂3%、聚乙烯树脂5%、聚酯3%、丙二醇丁醚20%、邻苯二甲酸二甲酯40%、丁基卡必醇 20%、醇酯十二 10%，在80℃温度下溶解2小时，得到均一的有机载体；
按上述配方比例称取银粉79%、玻璃粉3%、有机载体6%、BYK 110 0.5%，其它为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下，即可制成晶体硅太阳能电池无网结正银浆料。晶体硅太阳能电池正银浆料经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为280Pa.s（25℃），测试的多晶硅片数为500片，对比产线结果，如表1所示。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，成分主要由以下重量百分比的原料组成：银粉75～90%；玻璃粉1～8%；有机载体5～15%；助剂0～3%；余量为溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，所述玻璃粉为微晶玻璃粉。
3.根据权利要求1所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，所述玻璃粉属于PbO-TeO2-Al2O3-SiO2系玻璃粉，各组分质量百分比为：成核剂0.2～15%、PbO20～65%、SiO2 2～25%、TeO2 2～40%、Al2O3 2～20%、B2O3 0.1～10%、Bi2O3 0.2～5%、Sb2O50.2～5%、NH4NO3 0.2～5%、ZnO 0～15%、MgO 0～3%、CuO 0～3%、Li2O 0.2～3%。
4.根据权利要求3所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，所述的成核剂选自ZrO2、TiO2、P2O5，Cr2O3、Fe2O3、SnO、Er2O3、La2O3、CeO2、CaF2、Na3AlF6、Na2SiF6、MgF2、BiF3中一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
5.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，所述玻璃粉的Tg温度为300℃～450℃、玻璃粉Ts温度为680～850℃、玻璃粉的平均粒径为0.5～3.5微米。
6.根据权利要求1所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其中玻璃粉的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将玻璃粉的各组分按质量百分比称取后，放入搅拌器内混合1～2小时；
（2）将混合均匀的玻璃粉原料放入恒温干燥箱中，烘干1～2小时，烘干温度为100～150℃；
（3）将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入加热设备中，将加热设备升温至800～950℃恒温下熔炼，保温1～2小时，得到澄清的玻璃溶体；
（4）将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣；
（5）使用球磨机湿法研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.5～3.5微米。
7.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的一种含微晶玻璃粉晶体硅太阳能电池正银浆料，其特征是，将原料按百分比放入行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm 以下。
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