CN111540501A - 一种玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，其中玻璃粉，包含TeO2、PbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；本发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，具有较宽的烧结窗口和较慢的腐蚀速率，从而使得结深小于0.3μm的P‑N结在烧制过程中不易被烧穿，可降低工艺难度和保证较高的成品率。

Description

一种玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆
技术领域
本发明涉及太阳能电池导电银浆的主要成分及导电银浆的制备领域，尤其涉及一种玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置。在半导体的P-N结上入射的合适波长的辐射充当在该半导体中产生空穴-电子对的外部能量源。由于P-N结处存在电势差，空穴和电子以相反的方向跨过该结移动。电子移动到负极触点，空穴移动到正极触点，从而产生能向外部电路输送电力的电流。太阳能电池的电极触点对于电池的性能很重要。
太阳能电池正极导电银浆是制作光电太阳能电池重要的基础材料，用于制作晶体硅太阳能电池的正面电极。随着技术的发展，为了提高转换效率与降低表面复合，各电池厂商纷纷采用电池片的浅结及细栅密栅技术。浅结是指太阳能电池 P-N结结深小于0.3μm，利用浅结可以显著降低太阳能电池片表面的少数载流子复合速度，提高短波段的光谱响应。由于采用浅结技术，导致烧结时由于P-N 结很浅，现有技术中采用的玻璃粉及用该玻璃粉制成的太阳能电池正极导电银浆，烧制过程中的烧结窗口时间较短且腐蚀速率过高，极易造成P-N结被烧穿，生产工艺难度高，废品率高，从而造成较高的生产成本。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，使其具有较长的烧结窗口时间和较长的腐蚀速率，从而降浅结技术工艺中P-N结烧制的工艺难度。
本发明所提供的玻璃粉，包含TeO2、PbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；其中，TeO2与玻璃粉的质量百分比为10.1-39.9或40.0-65.0或66.0-69.0 或69.1-70.0；PbO与玻璃粉的质量百分比为1-24或25-30或31-50；Li2O与玻璃粉的质量百分比为5.01-15.00；表面活性金属化合物与玻璃粉的质量百分比为1-25％。
本发明所提供的太阳能电池正极导电银浆，包含银粉、玻璃粉和有机载体；其中，银粉与导电银浆的质量百分比为80-90；玻璃粉与导电银浆的质量百分比为1-5；有机载体与导电银浆的质量百分比为5-10。所述银粉为第一银粉；所述第一银粉的振实密度为5.5-6.5；所述第一银粉的比表面为0.4-0.8m2/gm；所述第一银粉的粒径分布为D10为0.5-1um，D50为1.5-2um和D90为2-4um；或所述银粉为第二银粉；所述第二银粉的振实密度大于5；所述第二银粉的比表面为0.5-0.8m2/gm；所述第二银粉的粒径分布为D10为1-1.5um，D50为1.5-2.5um 和D90为3-5um；或所述银粉为第三银粉；所述第三银粉为第一银粉和第二银粉按照质量比为1:6混合而成。所述第一银粉、第二银粉或第三银粉中均含有表面分散剂；所述表面分散剂为油酸、亚油酸、亚油酸钠、硬脂酸、棕榈酸、芥酸及含磷的表面活性剂中的一种或一种以上的组合。所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；所述有机溶剂与浆料的质量比为5.5-7.5；所述增稠剂与浆料的质量比为0.2-1.3；所述有机触变剂与浆料的质量比为 0-0.5；所述润湿分散剂与浆料的质量比为0.1-1。所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；所述有机溶剂与所述增稠剂的质量比为(70-90):(2-15)；所述有机溶剂为二元酯(DBE,Dibasic Ester)、3-戊二醇二异丁酸酯(TXIB)、十二醇酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇蜡酸酯中的一种或一种以上的组合。所述增稠剂为乙基纤维素、聚酰胺纤维、聚酰胺改性树脂、蜡酸丁酸纤维素酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、纤维素、热塑性树脂、聚酰胺、丙烯酸酯、含氢键的松香树脂及含氢键与多功能团的醇酸树脂中的一种或一种以上的组合。所述有机触变剂为改性聚酰胺蜡、聚烯烃蜡、改性氢化蓖麻油及氢化蓖麻油中的一种或一种以上的组合。所述有机载体还包含长烷链的改性硅油或二甲基硅油作为助剂。
本发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，具有较宽的烧结窗口和较慢的腐蚀速率，从而使得结深小于0.3μm的P-N结在烧制过程中不易被烧穿，可降低工艺难度和保证较高的成品率。本发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，烧结后形成的电池片，经烧结测试后具有更低的接触电阻、高的拉力、高的填充性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，所述玻璃粉包含TeO2、PbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；其中，
TeO2与玻璃粉的质量百分比为10.1-39.9或40.0-65.0或66.0-69.0或 69.1-70.0；
PbO与玻璃粉的质量百分比为1-24或25-30或31-50；
Li2O与玻璃粉的质量百分比为5.01-15.00；
表面活性金属化合物与玻璃粉的质量百分比为1-25％。
进一步，所述表面活性金属化合物包括：含V的金属化合物，或含Mo的金属化合物，或含W的金属化合物，或含Ta的金属化合物，或含Hf的金属化合物，或含Cr的金属化合物，或含Nb的金属化合物中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述金属化合物包括金属氧化物。
进一步，所述氧化物包括：SiO2、Bi203和CuO；其中，
SiO2与玻璃粉的质量百分比为1-30；
Bi203与玻璃粉的质量百分比为1-50；
CuO与玻璃粉的质量百分比为0.1-5。
进一步，所述氧化物还可以包括ZnO和Mg0，其中，
ZnO与玻璃粉的质量百分比为0-15；
Mg0与玻璃粉的质量百分比为0-5；
进一步，所述氧化物还可以包括Al2O3,Al2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括Er2O3,Er2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括La2O3,La2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括Na2CO3,Na2CO3与玻璃粉的质量百分比为 0-10；
进一步，所述氧化物还可以包括BaCO3,BaCO3与玻璃粉的质量百分比为0-5。
进一步，所述氧化物还可以包括P2O5,P2O5与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括B2O3,B2O3与玻璃粉的质量百分比为0-25。
进一步，所述玻璃粉的粒径分布为：D10为0.1-0.5um，D50为0.5-2.5um 和D90为4-7um。
实施例二
本实施例提供一种用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，所述玻璃粉包含TeO2、SbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；其中，
TeO2与玻璃粉的质量百分比为10.1-39.9或40.0-65.0或66.0-69.0或 69.1-70.0；
SbO与玻璃粉的质量百分比为1-24或25-30或31-50；
Li2O与玻璃粉的质量百分比为5.01-15.00；
表面活性金属化合物与玻璃粉的质量百分比为1-25％。
进一步，所述表面活性金属化合物包括：含V的金属化合物，或含Mo的金属化合物，或含W的金属化合物，或含Ta的金属化合物，或含Hf的金属化合物，或含Cr的金属化合物，或含Nb的金属化合物中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述金属化合物包括金属氧化物。
进一步，所述氧化物包括：SiO2、Bi203和CuO；其中，
SiO2与玻璃粉的质量百分比为1-30；
Bi203与玻璃粉的质量百分比为1-50；
CuO与玻璃粉的质量百分比为0.1-5。
进一步，所述氧化物还可以包括ZnO和Mg0，其中，
ZnO与玻璃粉的质量百分比为0-15；
Mg0与玻璃粉的质量百分比为0-5；
进一步，所述氧化物还可以包括Al2O3,Al2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括Er2O3,Er2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括La2O3,La2O3与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括Na2CO3,Na2CO3与玻璃粉的质量百分比为 0-10；
进一步，所述氧化物还可以包括BaCO3,BaCO3与玻璃粉的质量百分比为0-5。
进一步，所述氧化物还可以包括P2O5,P2O5与玻璃粉的质量百分比为0-3。
进一步，所述氧化物还可以包括B2O3,B2O3与玻璃粉的质量百分比为0-25。
进一步，所述玻璃粉的粒径分布为：D10为0.1-0.5um，D50为0.5-2.5um 和D90为4-7um。
实施例三
本实施例提供一种太阳能电池正极导电银浆，包含银粉、玻璃粉和有机载体；其中，
银粉与导电银浆的质量百分比为80-90；
玻璃粉与导电银浆的质量百分比为1-5；
有机载体与导电银浆的质量百分比为5-10；
所述玻璃粉为本发明实施例一或实施例二所提供的玻璃粉。
本领域技术人员可以理解，玻璃粉用于烧穿绝缘的氮化硅减反膜、帮助形成 Ag/Si欧姆接触、提供附着力；银粉主要作用是使银粉烧结致密化，形成低的栅线电阻，提供好的导电电极；有机载体主要作用是粉体间的润湿、印刷性、外观、高宽比。
进一步，所述银粉为第一银粉；所述第一银粉的振实密度为5.5-6.5；所述第一银粉的比表面为0.4-0.8m2/gm；所述第一银粉的粒径分布为D10为0.5-1um， D50为1.5-2um和D90为2-4um。
进一步，所述银粉为第二银粉；所述第二银粉的振实密度大于5；所述第二银粉的比表面为0.5-0.8m2/gm；所述第二银粉的粒径分布为D10为1-1.5um， D50为1.5-2.5um和D90为3-5um。
进一步，所述银粉为第三银粉；所述第三银粉为第一银粉和第二银粉按照质量比为1:6混合而成。
进一步，所述第一银粉、第二银粉或第三银粉中均含有表面分散剂；所述表面分散剂为油酸、亚油酸、亚油酸钠、硬脂酸、棕榈酸、芥酸及含磷的表面活性剂中的一种或一种以上的组合。
本领域技术人员可以理解，本实施例所提供的太阳能电池正极导电银浆，银粉采用不同大小粒径、不同比表面、不同振实密度、不同形貌、不同分散体系的银粉进行混合改性后，不但可以有效实现银粉的紧密堆积，以降低粉体间的间隙，降低烧结后银粉的收缩，以整体降低栅线的体阻，还有利于降低栅线宽度、提高高宽比、提高印刷质量。
进一步，所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；
所述有机溶剂与浆料的质量比为5.5-7.5；
所述增稠剂与浆料的质量比为0.2-1.3；
所述有机触变剂与浆料的质量比为0-0.5；
所述润湿分散剂与浆料的质量比为0.1-1。
进一步，所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；
所述有机溶剂与所述增稠剂的质量比为70-90:2-15；
所述有机溶剂与所述有机触变剂的质量比为70-90:2-10；
所述有机溶剂与所述润湿分散剂的质量比为70-90:1-5。
进一步，所述有机溶剂为二元酯(DBE,Dibasic Ester)、3-戊二醇二异丁酸酯(TXIB)、十二醇酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇蜡酸酯中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述增稠剂为乙基纤维素、聚酰胺纤维、聚酰胺改性树脂、蜡酸丁酸纤维素酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、纤维素、热塑性树脂、聚酰胺、丙烯酸酯、含氢键的松香树脂及含氢键与多功能团的醇酸树脂中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述有机触变剂为改性聚酰胺蜡、聚烯烃蜡、改性氢化蓖麻油及氢化蓖麻油中的一种或一种以上的组合。
进一步，所述有机载体还可以包含长烷链的改性硅油作为助剂。
进一步，所述有机载体还可以包含二甲基硅油作为助剂。
进一步，发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，还可包含无机添加剂与有机添加剂，用于对浆料性能进行调节和改善。本发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，具有较宽的烧结窗口和较慢的腐蚀速率，从而使得结深小于0.3μm的P-N结在烧制过程中不易被烧穿，可降低工艺难度和保证较高的成品率。
另外，发明所提供的玻璃粉及用其制备的太阳能电池正极导电银浆，烧结后形成的电池片，经烧结测试后具有更低的接触电阻、高的拉力、高的填充性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉包含TeO2、PbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；其中，
TeO2与玻璃粉的质量百分比为10.1-39.9或40.0-65.0或66.0-69.0或69.1-70.0；
PbO与玻璃粉的质量百分比为1-24或25-30或31-50；
Li2O与玻璃粉的质量百分比为5.01-15.00；
表面活性金属化合物与玻璃粉的质量百分比为1-25％。
2.一种用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉包含TeO2、SbO、Li2O、表面活性金属化合物及氧化物；其中，
TeO2与玻璃粉的质量百分比为10.1-39.9或40.0-65.0或66.0-69.0或69.1-70.0；
SbO与玻璃粉的质量百分比为1-24或25-30或31-50；
Li2O与玻璃粉的质量百分比为5.01-15.00；
表面活性金属化合物与玻璃粉的质量百分比为1-25％。
3.如权利要求1或2所述的用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述表面活性金属化合物包括：含V的金属化合物，或含Mo的金属化合物，或含W的金属化合物，或含Ta的金属化合物，或含Hf的金属化合物，或含Cr的金属化合物，或含Nb的金属化合物中的一种或一种以上的组合。
4.如权利要求3所述的用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述氧化物包括：SiO2、Bi203和CuO；其中，
SiO2与玻璃粉的质量百分比为1-30；
Bi203与玻璃粉的质量百分比为1-50；
CuO与玻璃粉的质量百分比为0.1-5。
5.如权利要求4所述的用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述氧化物还包括ZnO和Mg0，其中，
ZnO与玻璃粉的质量百分比为0-15；
Mg0与玻璃粉的质量百分比为0-5。
6.如权利要求5所述的用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述氧化物还包括Al2O3或Er2O3或La2O3或Na2CO3或BaCO3或P2O5或B2O3；其中Al2O3或Er2O3或La2O3或P2O5与玻璃粉的质量百分比为0-3；其中Na2CO3与玻璃粉的质量百分比为0-10；其中BaCO3与玻璃粉的质量百分比为0-5；其中B2O3与玻璃粉的质量百分比为0-25。
7.如权利要求6所述的用于制备太阳能电池正极导电银浆的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的粒径分布为：D10为0.1-0.5um，D50为0.5-2.5um和D90为4-7um。
8.一种太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，包含银粉、玻璃粉和有机载体；其中，
银粉与导电银浆的质量百分比为80-90；
玻璃粉与导电银浆的质量百分比为1-5；
有机载体与导电银浆的质量百分比为5-10；
所述玻璃粉为本发明实施例一或实施例二所提供的玻璃粉。
9.如权利要求8所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，
所述银粉为第一银粉；所述第一银粉的振实密度为5.5-6.5；所述第一银粉的比表面为0.4-0.8m2/gm；所述第一银粉的粒径分布为D10为0.5-1um，D50为1.5-2um和D90为2-4um；
或所述银粉为第二银粉；所述第二银粉的振实密度大于5；所述第二银粉的比表面为0.5-0.8m2/gm；所述第二银粉的粒径分布为D10为1-1.5um，D50为1.5-2.5um和D90为3-5um；
或所述银粉为第三银粉；所述第三银粉为第一银粉和第二银粉按照质量比为1:6混合而成。
10.如权利要求9所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述第一银粉、第二银粉或第三银粉中均含有表面分散剂；所述表面分散剂为油酸、亚油酸、亚油酸钠、硬脂酸、棕榈酸、芥酸及含磷的表面活性剂中的一种或一种以上的组合。
11.如权利要求10所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；
所述有机溶剂与浆料的质量比为5.5-7.5；
所述增稠剂与浆料的质量比为0.2-1.3；
所述有机触变剂与浆料的质量比为0-0.5；
所述润湿分散剂与浆料的质量比为0.1-1。
12.如权利要求11所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述有机载体包含有机溶剂、增稠剂、有机触变剂和润湿分散剂；所述有机溶剂与所述增稠剂的质量比为(70-90):(2-15)；
所述有机溶剂与所述有机触变剂的质量比为(70-90):(2-10)；
所述有机溶剂与所述润湿分散剂的质量比为(70-90):(1-5)。
13.如权利要求12所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述有机溶剂为二元酯、3-戊二醇二异丁酸酯、十二醇酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇蜡酸酯中的一种或一种以上的组合。
14.如权利要求13所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述增稠剂为乙基纤维素、聚酰胺纤维、聚酰胺改性树脂、蜡酸丁酸纤维素酯、聚甲基丙烯酸酯、纤维素酯、纤维素、热塑性树脂、聚酰胺、丙烯酸酯、含氢键的松香树脂及含氢键与多功能团的醇酸树脂中的一种或一种以上的组合。
15.如权利要求14所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述有机触变剂为改性聚酰胺蜡、聚烯烃蜡、改性氢化蓖麻油及氢化蓖麻油中的一种或一种以上的组合。
16.如权利要求15所述的太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述有机载体还包含长烷链的改性硅油或二甲基硅油作为助剂。
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