CN108198648A - 一种背钝化太阳能电池背面银浆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种背钝化太阳能电池背面银浆，所述背面银浆的组成及质量百分含量为：银粉45％～65％，玻璃粉0.4％～3％，无机助剂0.3％‑2％，有机载体30％～50％，其中，所述无机助剂为氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、氮化锆、氮化钒中的一种或几种。本发明的背面银浆，在其中加入氮化物作为无机助剂，氮化物与玻璃粉中的PbO或Bi2O3发生反应，反应的生成物具有粘结性，保证了背银电极与钝化层的附着力，并且玻璃粉的用量少，所以背银电极对钝化层的腐蚀小。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种背钝化太阳能电池背面银浆。
背景技术
PERC(passivated emitter and rear cell)即钝化发射极背面电池，也称背钝化太阳能电池，其核心是在硅片背面沉积叠层钝化薄膜SiNx/AlOx，其中AlOx为内钝化层，SiNx为外钝化层。PERC结构中起主要钝化作用的是硅片背面内钝化层AlOx，外钝化层SiNx所起的主要作用是增加光的反射率，使长波长的光子再利用。叠层钝化薄膜显著降低了少子的在背表面复合，增大了开路电压，并且提高长波波长响应，产生高短路电流，提高电池转化效率。
PERC电池背银电极必须在背钝化层上具有良好的附着力，同时不腐蚀或较弱腐蚀钝化层。背面银浆印刷烧结后，在硅片上形成背银电极。目前背面银浆往往选用铅系或铋系玻璃粉作为无机粘结剂，归因于该类玻璃软化点低，烧结过程中易润湿钝化层界面；但该类玻璃组分中PbO或Bi2O3会腐蚀SiNx层。控制背银浆料对钝化层的腐蚀，并保证背银电极在钝化层上具有一定的附着力，是背钝化太阳能电池背银浆的技术关键。
中国专利CN105374412 A公开了一种背钝化电池背银浆料的制备方法，其中选用PbO/Bi2O3+B2O3的玻璃料作为无机粘结剂。该种方法虽然可以提高背银电极在钝化层上的附着力，但是铅系或铋系的玻璃粉往往都会腐蚀钝化层，背表面少子复合速率增加，使PERC电池效率降低。
中国专利CN106057277 A公开了一种背钝化电池背银浆料的制备方法，为了减少玻璃粉对钝化层的腐蚀，用高熔点导电陶瓷替代部分玻璃粉。此种方法虽然减少了对钝化层的腐蚀，但背银电极与钝化层的附着力随之下降，同时背银中由于还有低的玻璃粉使其结构疏松，会导致PERC电池串阻增大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种对钝化层腐蚀弱，并且形成的背银电极与钝化层的附着力优良的背钝化太阳能电池用背面银浆。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种背钝化太阳能电池背面银浆，所述背面银浆的组成及质量百分含量为：银粉45％～65％，玻璃粉0.4％～3％，无机助剂0.3％-2％，有机载体30％～50％，其中，所述无机助剂为氮化硅(SiNx)、氮化铝、氮化硼、氮化钛、氮化锆、氮化钒中的一种或几种。
上述背面银浆，所述无机助剂为氮化硅。
上述背面银浆，所述无机助剂的粒径范围为10nm-1500nm。
上述背面银浆，所述无机助剂的粒径范围为50nm-1000nm。
上述背面银浆，所述玻璃粉为铅系或铋系玻璃粉。
上述背面银浆，所述有机载体包括以下重量百分比的组份：80％-90％有机溶剂、5％-15％增稠剂、1％-3％触变剂、0.5％-1.5％分散剂、0.5％-2％流平剂。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的背面银浆，由于背面银浆中加入氮化物作为无机助剂，烧结时氮化物与玻璃粉中的PbO或Bi2O3发生反应，反应的生成物具有粘结性，使形成的背银电极层具有足够的强度，并且与钝化层的附着力增强。
(2)本发明提供的背面银浆，减少了玻璃粉的用量，经过分散的无机助剂与玻璃粉充分接触和反应，抑制了烧结过程中玻璃料对钝化层的腐蚀，所以背银电极对钝化层的腐蚀小。
(3)本发明的背面银浆应用于背钝化太阳能电池，使得背钝化太阳能电池开路电压升高，短路电流增大，串联电阻降低，电池效率提升0.2％以上。
(4)本发明中通过将氮化物作为无机助剂、无机助剂尺寸的选择、玻璃粉种类的选择和减少玻璃粉用量四种措施组合使用，使得工艺过程得到优化，生产成本降低。
具体实施方式
本发明所述背面银浆的组成及质量百分含量为：
银粉45％～65％，玻璃粉0.4％～3％，无机助剂0.3％-2％，有机载体30％～50％，其中所述无机助剂为氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、氮化锆、氮化钒中的一种或几种。
所述无机助剂优选SiNx，在上述的几种氮化物中，SiNx的熔点较低。无机助剂在高温烧结时，可与玻璃粉中的PbO或Bi2O3发生反应，从而降低了PbO或Bi2O3对钝化层的腐蚀；反应生成的产物，例如二氧化硅可以进入玻璃体系，具有粘结作用，保证了背银电极与钝化层的附着力。以SiNx为例，反应方程式如下：
所述无机助剂在背面银浆中的质量百分含量为0.3％-2％。无机助剂在浆料中的质量百分数小于0.3％，为了保证与钝化层的附着力，所需玻璃粉的用量较多，易于腐蚀钝化层；无机助剂质量百分含量大于2％，背银电极结构疏松，与钝化层的附着力变低。
所述无机助剂粒径范围为10nm-1500nm，优选为50nm-1000nm。若无机助剂粒径小于10nm，颗粒间容易产生团聚现象不易分散；若无机助剂粒径大于1500nm，分散困难，不利于反应进行。
本发明中对银粉没有特别的限制，可以为片状银粉、球状银粉、微晶银粉以及三者的混合物，优选为球状银粉，所述银粉在背面银浆中的质量百分含量为45％-65％。银粉含量低于45％，背银电极导电性能较差，含量高于65％，背银电极电阻变化不大且产品成本增加。
本发明中使用的玻璃粉为铅系或铋系玻璃，铅系或铋系玻璃软化点较低，在烧结过程中有利于玻璃粉充分润湿铺展钝化层，同时含铅或含铋的玻璃会腐蚀少部分钝化层，并保证对钝化层有一定的附着力。
所述玻璃粉在背面银浆中的质量百分含量为0.4％-3％。背银浆中玻璃粉用量减少，容易导致电极焊接过程中发生过焊现象。本发明减少了玻璃粉的用量，但加入的无机助剂，可以与PbO或Bi2O3反应，反应的生成物具有粘结性，使形成的背银电极层具有足够的强度，并且与钝化层的附着力增强。
玻璃粉在浆料中的质量百分数小于0.4％，背银电极结构疏松，与钝化层的附着力低，电池串阻增加，并且电极焊接过程中容易出现过焊现象；玻璃粉质量百分数大于3％时，背银浆对背钝化层的腐蚀严重。
本发明中使用的有机载体没有特别的限制，可以选用业界通用的有机载体，优选的有机载体的组成及重量百分比为80％-90％有机溶剂、5％-15％增稠剂、1％-3％触变剂、0.5％-1.5％分散剂、0.5％-2％流平剂。
背面银浆的制备
按照比例将银粉、玻璃粉、无机助剂、有机载体用搅拌机混合均匀后，采用三辊机进行轧料，控制浆料细度小于10μm、粘度为25Pa.s～35Pa.s，得到背钝化电池背银浆料。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明专利。
实施例方案见表1。
表1各个实施例的配比
太阳能电池片的制备
在156mm×156mm背钝化硅片背面，通过丝网印刷方式印刷背铝浆和背银浆后，再在其正面减反射层上印刷正银浆料，随后将电池片置入红外烘干炉内烘干，在Despatch红外烧结炉中烧结成电池片。
性能测试方法
釆用Halm太阳能电池分选仪进行太阳能电池片开压Uoc、短路电流Isc、串阻Rs以及光电转化效率Eff测试。测试的标准环境为地面用的太阳能电池测试标准：大气质量为AM1.5的时候的光谱分布，入射太阳辖照度为1000W·m-2，温度为25℃。
背银电极焊接拉力用拉力计测试结果来评价。采用调温焊台将镀锡铜焊带焊接在电池片背面银电极上，随后沿着焊带焊接反方向180°方向将焊带剥离，拉力计测得剥离力大小即为焊接拉力。
测试结果见表2。
表2实施例与对比例的性能对比
应当理解，以上实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员在不背离本发明精神的范围内根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种背钝化太阳能电池背面银浆，其特征在于，所述背面银浆的组成及质量百分含量为：银粉45％～65％，玻璃粉0.4％～3％，无机助剂0.3％-2％，有机载体30％～50％，其中，所述无机助剂为氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、氮化锆或氮化钒中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的背面银浆，其特征在于，所述无机助剂为氮化硅。
3.根据权利要求1所述的背面银浆，其特征在于，所述无机助剂的粒径范围为10nm-1500nm。
4.根据权利要求3所述的背面银浆，其特征在于，所述无机助剂的粒径范围为50nm-1000nm。
5.根据权利要求1所述的背面银浆，其特征在于，所述玻璃粉为铅系或铋系玻璃粉。
6.根据权利要求1所述的背面银浆，其特征在于，所述有机载体包括以下重量百分比的组份：80％-90％有机溶剂、5％-15％增稠剂、1％-3％触变剂、0.5％-1.5％分散剂、0.5％-2％流平剂。
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| CN110047611B (zh) * | 2019-04-18 | 2021-06-01 | 北京元六鸿远电子科技股份有限公司 | 一种低温烧结ltcc用导电银浆 |
| CN111768890A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-13 | 江苏国瓷泓源光电科技有限公司 | 一种双面perc太阳能电池用背银浆料 |
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| KR102577676B1 (ko) * | 2023-02-01 | 2023-09-12 | 주식회사 넘버제로 | 에너지 효율이 향상된 ptc 난방 필름 및 이의 제조 방법 |
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