CN107658042B - 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 - Google Patents
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107658042B CN107658042B CN201710702341.7A CN201710702341A CN107658042B CN 107658042 B CN107658042 B CN 107658042B CN 201710702341 A CN201710702341 A CN 201710702341A CN 107658042 B CN107658042 B CN 107658042B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lead
- alloy
- free
- solar cell
- based alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 52
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910018956 Sn—In Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 5
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017784 Sb In Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 22
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 6
- 229910020830 Sn-Bi Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910018728 Sn—Bi Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 52
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 29
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 9
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 229910002904 Bi-Co Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 229910017850 Sb—Ni Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017937 Ag-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017984 Ag—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020639 Co-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020675 Co—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000013464 silicone adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
- H01B1/023—Alloys based on aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料所述无铅浆料以重量百分数计包括如下组分：助焊剂8‑15％，余量为Sn基合金粉末；所述Sn基合金选自Sn‑Bi系无铅合金或Sn‑In系无铅合金；所述Sn基合金粉末的粒度为(25‑45μm),T4(20‑38μm)或T5(15‑25μm)，所述Sn基合金的固化温度低于200℃，且熔点低于170℃，所述无铅浆料通过将所述Sn基合金粉末添加所述助焊剂搅拌而成。通过在通孔电极中点涂或丝网印刷该浆料加热熔化固化，形成通孔填孔电极点阵，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。固化后形成的通孔整体金属连接，依靠金属高导电、导热性能进一步提高电池的转化效率，该浆料线膨胀系数更较近电池基板Si材料，避免了硅片开裂现象，提升了太阳能电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于光伏产业组件材料技术领域；特别涉及一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料。
背景技术
传统太阳能电池制备过程中，主要采用正极银浆和背极铝浆烧结制备电极，制备好的单组电池通过镀锡铜带栅极组件连接成为模块太阳能电池组。其中，电极用浆料主要材料为贵金属Ag，其成本约为整个太阳能电池成本的40％，近几年，围绕着在不影响太阳能电池转换效率的前提下，如何减少银浆的使用量，国内外研究机构和企业作了大量的研究，但是结果不太理想。而作为栅极连接用的镀锡铜带镀锡层材料多数为Sn-Pb40合金，Pb作为有害物质，其大比例的应用势必会带来很大的环保风险且不利于产品的出口，太阳能电池的无铅化是目前本领域急需解决的问题点之一。近几年，国内外关于高效环保新型太阳能制备技术取得了突破，其中MWT背接触晶体硅以及IBC太阳能电池技术的出现，突破了现有技术中存在的很大不足，南京日托光伏公司专利CN201310215117.7、CN201520527578.2公布了一种新型MWT太阳能电池，其采用在电池硅板激光打通孔，形成通孔电极，通过在通孔中印刷银浆形成整个受光面的银点阵，代替了传统栅极，大大减少了Ag浆的用量，降低制备成本，同时，不再采用传统的镀锡铜带材料，减少了表面遮光面积，提高晶体硅太阳能电池转换效率，另外，由于不再采用镀锡铜带材料，其带来的Pb污染的问题也迎刃而解。
MWT太阳能电池技术作为一种高效低成本的新型环保技术，其在制备过程的关键环节需要精密控制，其中通孔电极填孔用材料及材料的可靠性会直接影响产品的最终性能。目前现有技术，主要采用Ag粉或者银包铜粉材料注入硅酮基或环氧树脂基导电胶水加温固化工艺。硅酮胶和环氧树脂胶整体导电、导热能力较差，会降低通孔电极光能的吸收传到效率，同时，无论是Ag粉还是镀银铜粉，材料本身成本依然较高，开发出一种热、电性能更好的低成本通孔电极连接材料，进一步提升太阳能电池的转化效率，同时降低制造成本，加速其产业化应用推广。
太阳能电池板工作主要是户外，一般太阳能电池寿命要求达到20年，其工作环境决定其必须具有更高的可靠性能，其中抗高低温冲击性能、防潮抗氧化性能是决定其使用寿命的关键。由于一般太阳能电池外层会采用抗氧化层膜，保证了外界气体介质不会侵蚀基板及组件，这样，电池基板及组件连接部分抵抗温度冲击能力很大程度上影响电池的寿命，因此，太阳能电池组件连接材料及基板与电极之间的焊接材料本身的抗高低温循环冲击能力是太阳能电池性能高低的决定性因素。现有技术中，采用传统银浆及焊接材料连接基板与电极，由于基板硅材料、电极银、焊接材料三者之间的线膨胀系数差异大，在老化过程中容易出现应力集中导致的硅板开裂破坏，影响整个太阳能电池模组的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种用于新型太阳能电池通孔电极填充用Sn基无铅合金浆料，替代现有技术中含Ag粉或镀银铜粉导电胶水，大幅降低了连接材料的成本，并实现无铅化，环境友好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，所述无铅浆料以重量百分数计包括如下组分：助焊剂8-15％，余量为Sn基合金粉末；所述Sn基合金选自Sn-Bi系无铅合金或Sn-In系无铅合金；所述Sn基合金粉末的粒度为T3(25-45μm),T4(20-38μm)或T5(15-25μm)，所述Sn基合金的固化温度低于200℃，且熔点低于170℃，所述无铅浆料通过将所述Sn基合金粉末添加所述助焊剂搅拌而成。
进一步，所述Sn-Bi系无铅合金包含Sn和Bi，以及选自Ag、Cu、Ni、Sb、Zn、In、Co、Al和Fe元素中的一种或多种合金化元素，其中Bi的重量百分比为30-60％。
优选，所述合金化元素至少选择Sb、Al或Co任意一种，而构成Sn-Bi-Sb系合金、Sn-Bi-Al系合金或Sn-Bi-Co系合金；
再优选，Sb在Sn-Bi-Sb系合金中的含量为2.5-7.0％；Al在Sn-Bi-Al系合金中的含量为0.5-3.0％；Co在Sn-Bi-Co系合金中的含量为0.5-4％。
再优选，所述Sn-Bi-Sb系合金、Sn-Bi-Al系合金或Sn-Bi-Co系合金中还包括0.005-0.1％Ni。
进一步，所选Sn-In系无铅合金包含Sn和In，以及选自Bi、Ag、Cu、Ni、Sb、Zn、In、Co、Al和Fe元素中的一种或多种合金化元素，其中In的重量百分比为10-60％。
优选，所述In的重量百分比为10-30％.
优选，所述In的重量百分比为10-15％；并且所述合金化元素至少选择Sb、Al或Co任意一种，而构成Sn-In-Sb系合金、Sn-In-Al系合金或Sn-In-Co系合金
再优选，Sb在Sn-In-Sb系合金中的含量为0.05-3.0％；Al在Sn-Bi-Al系合金中的含量为0.025-3.0％；Co在Sn-Bi-Co系合金中的含量为0.005-4％。
再优选，所述Sn-Bi-Sb系合金、Sn-Bi-Al系合金或Sn-Bi-Co系合金中还包括0.005-1.2％Ni。
所述的助焊剂可选择适合固化温度低于200℃使用要求的低温助焊剂，助焊剂可以选择松香基或水基体系助焊剂。
本发明所提供的这种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，与现有技术中表面贴装工艺(SMT工艺)所用锡膏相类似，使用时可通过在通孔电极点阵中点涂或印刷该浆料加热固化的方式实现电池受光面与背板电极的机械和电热性能连接。
本发明无铅浆料，，由于In属于地球稀缺资源，价格昂贵，不利于大规模化工业应用，因此，优选Sn-Bi系无铅合金；或当Sn基合金选择Sn-In系无铅合金时；In重量百分比优选含量为10-30％，最优选为10-15％。
无论是选择Sn-Bi系无铅合金,还是Sn-In系无铅合金，特别是In重量百分比为10-15％的Sn-In系无铅合金；优选其中加入Sb、Al或Co元素的至少一种，这是因为加入这三种中的至少一种或多种后；合金的抗高低温循环冲击能力显著提升，进而保证太阳能电池在户外使用过程中外部环境变化带来的可靠性风险降低。而当加入这三种中的任意一种时，还优选再加入Ni元素。
本发明提供的浆料(也可称为锡膏)在加热熔化过程中，其内部所含助焊剂成分随着温度的升高绝大部分都会挥发，最终在电极通孔中形成致密的Sn基合金，整体金属材料相对导电胶水部分，导电导热性能提升显著，从而提高了太阳能电池的转化效率。由于太阳能电池板材料为硅片，与传统含Ag颗粒导电胶水膨胀系数差异大，在老化失效过程中容易出现胀缩不一致引起的硅片开裂失效问题，本发明所用锡膏中Sn基合金部分选用膨胀系数更为接近硅材料的Sn基无铅合金，有效地解决了胀缩过程中出现的应力集中硅片开裂现象，可靠性能更高，提高了电池的使用寿命。
此外，本发明还具有如下优点：
本发明提供的一种新型太阳能电池电极组件用高可靠无铅浆料，适用于新型MWT背接触太阳能电池技术，该浆料无铅环保，当通孔电极填充材料选用该浆料时，成本较传统含银导电胶水降低约60-70％，并且由于线膨胀系数更较近电池基板Si的材料，避免了硅片开裂现象，提升了太阳能电池的使用寿命，降低户外服役过程中的可靠性风险。同时，该浆料固化后在通孔电极中形成金属整体连接，相比现有技术中导电胶水的导电、导热性能大幅提升，提高了太阳能电池的转换效率。本发明中高可靠无铅浆料为固化温度低于200℃的合金，固化时间短，低温短流程制程工艺取代了传统复杂的背接触电极组件工艺流程，真正意义上实现了高转化效率、高可靠性、低成本、环保性新型太阳能电池组件的技术突破。
下面通过附图、附表和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明实施例、对比例制备的单片太阳能电池光电转换效率测试对比结果图表。
具体实施方式
实施例1
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Sb-Ni合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T3(25-45μm)型号粉末，助焊剂比例为11.5％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度170℃，固化时间4min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi45％，Sb 2.5％，Ni 0.005％，其余为Sn。
实施例2
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Sb-Ni-Ag-Cr合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T5(15-25μm)型号粉末，助焊剂比例为15％。将制备好的锡膏通过针筒点涂至通孔电极点阵，加热固化，固化温度168℃，固化时间4.5min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi 60％，Sb 7.0％，Ni 0.1％，Ag 2.1％，其余为Sn。
实施例3
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Al-Ag-Cu合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T3(25-45μm)型号粉末，助焊剂比例为8％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度175℃，固化时间3.8min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi50％，Al 1.8％，Cu 0.5％，Ag 1.5％，其余为Sn。
实施例4
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Al-In-Sb合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T4(20-38μm)型号粉末，助焊剂比例为10％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度185℃，固化时间4.7min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi 30％，Al 3.0％，In 9.5％，Sb 4.8％，其余为Sn。
实施例5
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Co-In-Fe合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T4(20-38μm)型号粉末，助焊剂比例为13％。将制备好的锡膏通过针管点涂至通孔电极点阵，加热固化，固化温度177℃，固化时间4.1min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi 47％，Co 4.0％，In 2.5％，Fe 0.08％，其余为Sn。
实施例6
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-Bi-Co-Zn-Sb合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T5(15-25μm)型号粉末，助焊剂比例为13.8％。将制备好的锡膏通过针管点涂至通孔电极点阵，加热固化，固化温度185℃，固化时间4.7min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：Bi 52％，Co 0.5％，Zn 0.5％，Sb 3.15％，其余为Sn。
实施例7
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Sb-Zn-Ti合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T4(20-38μm)型号粉末，助焊剂比例为11.8％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度145℃，固化时间3.5min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In 60％，Sb 3.0％，Zn 0.65％，Ti 0.15％，其余为Sn。
实施例8
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Al-Ni-Cr-Ag合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T3(25-45μm)型号粉末，助焊剂比例为10.9％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度181℃，固化时间4.8min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In 30％，Al 3.0％，Ni 1.2％，Cr 0.05％，Ag 0.25％，其余为Sn。
实施例9
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Co-Cu-Sb-Ni合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T5(15-25μm)型号粉末，助焊剂比例为14％。将制备好的锡膏通过针管点涂至通孔电极点阵，加热固化，固化温度200℃，固化时间4.9min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In 15％，Co 0.005％，Cu 0.2％，Sb 0.05％，Ni0.005％，其余为Sn。
实施例10
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Sb-Co-Al合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T3(25-45μm)型号粉末，助焊剂比例为9％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度200℃，固化时间5.5min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In10％，Sb 2.0％，Co 4.0％，Al 0.025％，其余为Sn。
实施例11
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Al-Co-Bi-Ni合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T3(25-45μm)型号粉末，助焊剂比例为11.5％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度200℃，固化时间5.1min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In 13％，Al 1.5％，Co 2.01％，Bi 3.5％，Ni 0.6％，其余为Sn。
实施例12
一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料，将制备好的Sn-In-Cu-Ag-Ni合金粉末添加助焊剂搅拌成无铅锡膏，选用T4(20-38μm)型号粉末，助焊剂比例为12.5％。将制备好的锡膏通过丝网印刷至通孔电极点阵，加热固化，固化温度198℃，固化时间5.5min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该无铅锡膏合金粉末包含：In 20％，Cu 0.5％，Ag 1.5％，Ni 0.06％，其余为Sn。
对比例1
一种环氧树脂基含银导电胶水，丝网印刷至通孔电极阵，加热至140℃固化，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。
对比例2
一种硅酮基含镀银铜粉导电胶水，丝网印刷至通孔电极阵，加热至140℃固化，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。
测试实验
1、高低温冲击可靠性测试：
选取制备好的单片太阳能电池板，放入温度循环冲击箱中进行高低温冲击测试，测试完成进行红墨水染色试验，计算硅片裂纹出现率达到5％的循环次数。本测试条件为：-40-125℃，单个循环周期为1h。测试对比结果见表1.
2、导电、导热性能、线膨胀系数测试：
将实施例及对比例中通孔填孔材料分别进行电热性能测试，分别测试其导电率、热导率。分别测试材料线膨胀系数。测试对比结果见表2.
3、实施例及对比例制备的单片太阳能电池光电转换效率测试结果如附图1所述。
表1 通孔电极连接材料高低温冲击可靠性能结果比较
表2 通孔电极连接材料电、热性能及线膨胀系数结果比较
此外，需要说明的是，本发明书中所述的一种新型太阳能电池电极组件用高可靠无铅浆料，不仅仅局限于锡膏形式，还可以包含，锡条、锡丝、预成型片等多种形态的通过电极填孔材料。同时所描述的具体实施例，其各工艺流程名称等可以不同，凡依据本发明构思说述的工艺、所选材料类别、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法替代，只要不偏离本发明的设计思路或者超越不发明权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种新型MWT太阳能电池电极组件用无铅浆料，其特征在于，所述无铅浆料以重量百分数计包括如下组分：助焊剂8-15％，余量为Sn基合金粉末；所述Sn基合金为Sn-In系无铅合金；所述Sn基合金粉末的粒度为T3,T4或T5；其中T3的粒度为25-45μm，T4的粒度为20-38μm，T5的粒度为15-25μm；所述Sn基合金的固化温度低于200℃，且熔点低于170℃，所述无铅浆料通过将所述Sn基合金粉末添加所述助焊剂搅拌而成；其中：
所述Sn-In系无铅合金包含Sn和In，以及至少选自Sb、Al或Co任意一种的合金化元素，而构成Sn-In-Sb系合金、Sn-In-Al系合金或Sn-In-Co系合金，其中所述In的重量百分比为10-15％。
2.如权利要求1所述新型MWT太阳能电池电极组件用无铅浆料，其特征在于，Sb在Sn-In-Sb系合金中的含量为0.05-3.0％；Al在Sn-In-Al系合金中的含量为0.025-3.0％；Co在Sn-In-Co系合金中的含量为0.005-4％。
3.如权利要求2所述新型MWT太阳能电池电极组件用无铅浆料，其特征在于，所述Sn-In-Sb系合金、Sn-In-Al系合金或Sn-In-Co系合金中还包括0.005-1.2％Ni。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710702341.7A CN107658042B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710702341.7A CN107658042B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107658042A CN107658042A (zh) | 2018-02-02 |
| CN107658042B true CN107658042B (zh) | 2020-12-01 |
Family
ID=61127744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710702341.7A Active CN107658042B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107658042B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110783013B (zh) * | 2019-11-06 | 2021-06-15 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种太阳能电池电极浆料和电池片及其组件的制备方法 |
| CN114023488A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-02-08 | 北京康普锡威科技有限公司 | 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106505110A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-15 | 南昌大学 | Sn‑Bi基钎料用于制作晶硅异质结太阳电池电极 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006199937A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-08-03 | Tamura Kaken Co Ltd | 導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール |
| JP5728636B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-06-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 導電性接着剤、及びそれを用いた回路基板、電子部品モジュール |
| JP5887304B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2016-03-16 | 株式会社タムラ製作所 | 異方性導電性ペーストおよびそれを用いたプリント配線基板 |
-
2017
- 2017-08-16 CN CN201710702341.7A patent/CN107658042B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106505110A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-15 | 南昌大学 | Sn‑Bi基钎料用于制作晶硅异质结太阳电池电极 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107658042A (zh) | 2018-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101363344B1 (ko) | 전도성 페이스트를 전극으로 사용하는 실리콘 태양전지 모듈 및 그 제조 방법. | |
| US10593822B2 (en) | Main-gate-free and high-efficiency back-contact solar cell module, main-gate-free and high-efficiency back-contact solar cell assembly, and preparation process thereof | |
| JP5789544B2 (ja) | 伝導性組成物並びにこれを含むシリコン太陽電池及びその製造方法 | |
| JP3164183B2 (ja) | 光起電力素子及びモジュール | |
| CN204857754U (zh) | 一种太阳能电池组件 | |
| JP2012009706A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| CN104115277A (zh) | 光伏电池及其形成方法 | |
| CN107658042B (zh) | 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料 | |
| CN108213767A (zh) | 一种低熔点Sn-Zn-Bi-Ga钎料合金的制备方法 | |
| Song et al. | Conductive paste assisted interconnection for environmentally benign lead-free ribbons in c-Si PV modules | |
| CN113744914A (zh) | 一种用于PERC的Ag-On-Al结构的高温银浆及其制备方法 | |
| CN106531282B (zh) | 光伏太阳能电池导电银浆 | |
| CN113161439B (zh) | 一种电池互联结构、组件及制备方法 | |
| CN108188613B (zh) | 一种活性钎料及其制备方法和应用 | |
| WO2013105750A1 (ko) | 전도성 페이스트를 전극으로 사용하는 실리콘 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 | |
| CN112635604A (zh) | 光伏玻璃及其制备方法、光伏组件及其制备方法 | |
| CN113571591A (zh) | 一种异质结光伏电池栅线电极制作方法 | |
| JP2015128181A (ja) | 伝導性組成物並びにこれを含むシリコン太陽電池及びその製造方法 | |
| CN114023488A (zh) | 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极 | |
| CN214123893U (zh) | 一种金属合金串联联接的叠瓦光伏组件电池串 | |
| CN108172654A (zh) | 太阳能电池池片组件及其组装方法 | |
| KR101172017B1 (ko) | Ｐｃｂ 타입의 버스바를 이용한 태양광 모듈 제조방법 | |
| CN110085347B (zh) | 一种无铅不锈钢基发热电阻浆料及其制备方法 | |
| CN204216058U (zh) | 太阳能电池片 | |
| CN101789453B (zh) | 太阳能光伏电池导电无铅涂锡合金铜带 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230801 Address after: 101407 Building 1, No.3 Yanqi Road, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Youyanna Micro New Materials (Beijing) Co.,Ltd. Address before: 101407 6 Park Avenue, Yan Qi Economic Development Zone, Huairou, Beijing Patentee before: BEIJING COMPO ADVANCED TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |