CN112216421A - 一种perc晶体硅太阳电池背面银浆及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PERC晶体硅太阳电池背面银浆及其制备方法与应用，属于太阳能电池技术领域。本发明所述银浆由银粉、无机粘合剂、有机载体、分散剂和助剂制备而成，所述银粉的振实密度为3‑5g/m3，松装密度为1.5‑3g/m3，比表面积为1‑2.5m2/g，粒度为0.5‑2μm。背面银浆使用本发明所述银浆的晶体硅太阳电池具有较高的焊接拉力和光电转换效率，本发明所述银浆适于进行实际应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种PERC晶体硅太阳电池背面银浆及其制备方法与应用。
背景技术
背点接触结构晶体硅太阳电池也称局部铝背场或背面钝化，简称LBSF或PERC(passivation emitter rear contact)电池，是一种便于产业化的高效电池。与常规电池相比，这类结构电池背面镀有钝化膜，钝化膜上通过激光等手段穿孔或开槽，电池正面印烧正面银浆，电池背面印烧铝浆做为背电场，印烧银浆(背面银浆)作为背面电极，目前这种单晶电池的光电转换效率可达22.7％。
PERC晶体硅太阳电池背面银浆是由铝粉、无机粘合剂、有机载体和少量添加剂均匀混合分散后形成的具有一定功能的浆状物，应用于电池的背面形成背面电极，把电流导出发电。
但是现有技术公开的银浆不能保证稳定的焊接拉力，制备出的电池的电性能也不尽如人意。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有较强焊接拉力以及电性能的PERC晶体硅太阳电池背面银浆及其制备方法与应用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种PERC晶体硅太阳电池背面银浆，所述银浆包含银粉、无机粘合剂、有机载体和分散剂；所述银粉的性能参数如下：振实密度为3-5g/m3，松装密度为1.5-3g/m3，比表面积为1-2.5m2/g，粒度为0.5-2μm。
规定银粉的振实密度，银粉所制作出的银浆密度就会比较固定，印刷在电池片上的银浆的重量就会稳定，保障了银浆焊接拉力的稳定性；规定银粉的松装密度，本发明申请人通过实验研究发现，松装密度在本发明公开的范围内的银粉流动性好，易于分散在有机载体中，形成独立的原生粒子或较小的团聚体，银浆烧结后致密、导电性好；控制银粉的比表面积是因为银粉的比表面积太大，发生团聚的倾向很大，难以分散，比表面积太小，反应活性不够高。即使同样粒度的银粉，由于制作过程中所造成的表面微观状态不同，比表面积也会存在差异。
优选地，所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆由以下重量份的成分组成：50-60份银粉，0.5-3份无机粘合剂，35-45份有机载体和0.5-2份分散剂。
所述有机载体成分：改性环氧树脂1-6份，可防止烧结后起皮；乙基纤维素2-10份，印刷转移，负责烧结前粘结，防止烘干后掉粉；邻苯二甲酸二乙酯15-25份，高沸点溶剂，沸点295℃，同时印刷扩散度小，不易外延；乙酸二甘醇丁基醚酯15-30份，中等沸点溶剂，沸点246.8℃、浆料容易铺网；柠檬酸三丁酯20-30份，中等沸点，沸点225℃；乙二酸丁醚20-35份，较低沸点溶剂，沸点170.2℃。溶剂采用高中低沸点结合，是为了烘干过程中有机部分分步逐渐挥发，浆料中的固体颗粒可以逐步填充有机挥发后的空间，结合致密。所述无机粘合剂成分：SiO2 3-10份，H3BO3 15-30份，V2O5 5-15份，PbO 5-15份，ZnO 10-20份，ZrO2 0.5-3份和Zn3(PO4)2·4H2O 20-35份。
优选地，所述有机载体的配方为：改性环氧树脂2份，乙基纤维素8份，邻苯二甲酸二乙酯22份，乙酸二甘醇丁基醚酯18份，柠檬酸三丁酯20份和乙二酸丁醚25份。
优选地，所述无机粘合剂的配方为：SiO2 9份，H3BO3 25份，V2O5 10份，PbO 10份，ZnO 15份，ZrO2 1份和Zn3(PO4)2·4H2O 30份。
优选地，所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆的制备原料还包含1-5份助剂；所述助剂为纳米锡粉，焊接时形成银锡铅合金增强可焊接性和焊接拉力。
优选地，所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆由以下重量份的成分组成：银粉60份、无机粘合剂1份、有机载体40份、磷酸酯分散剂1份和助剂3份。
优选地，所述分散剂为磷酸酯分散剂。磷酸酯分散剂的加入，使得在分散剪切过程中得到的每一个新生成的颗粒表面迅速被有机载体润湿包裹，被分散的介质所隔离，防止重新团聚，防止浆料在存储过程中的沉降，保证烧结后的致密性，从而保障银浆的导电性能。
本发明申请人通过实验研究发现，以所述条件制备的银浆，具有最优的焊接拉力，由所述银浆制备的太阳电池具有最优的光电转换效率。
同时，本发明还公开了一种所述银浆的制备方法，制备方法为：将银粉，无机粘合剂，有机载体，分散剂和助剂加入搅拌机中，以搅拌机混合均匀，加入三辊轧机，轧制得到所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆。
此外，本发明还公开了一种PERC晶体硅太阳电池，所述PERC晶体硅太阳电池的背面银浆为本发明公开的PERC晶体硅太阳电池背面银浆。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明通过在制备银浆的原料中添加磷酸酯分散剂、控制银粉的振实密度、松装密度和比表面积，制备出了具有较好的焊接拉力的银浆，同时，以所述银浆制备的太阳电池具有较好的光电转换效率。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的，技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1～5均为本发明所述银浆，对比例1～3为制备银浆所用银粉有别于本发明的银浆，上述银浆的配方如表1所示，制备银浆的银粉的性能参数如表2所示。其中，实施例与对比例中有机载体的配方为：改性环氧树脂2份，乙基纤维素8份，邻苯二甲酸二乙酯22份，乙酸二甘醇丁基醚酯18份，柠檬酸三丁酯20份和乙二酸丁醚25份；无机粘合剂的配方为：SiO2 9份，H3BO3 25份，V2O5 10份，PbO 10份，ZnO 15份，ZrO2 1份和Zn3(PO4)2·4H2O 30份。
表1银浆配方(重量份)
表2银粉的性能参数
性能测试
1)焊接拉力测试：将实施例1～5及对比例1～3制备的银浆分别用280目网版印刷在166×166mm的PERC晶体硅太阳电池背面，按照晶体硅太阳电池片制作流程制成电池片，焊接条件为：用深圳鑫鸿H900焊接机焊接,机焊功率40w，用斯威克0.25*1.2焊带焊接，苏州创恒CH-9100S拉力测试机测试拉力，进行180°剥离拉力测试，每组测试6个电池片，取平均值，测试结果如表3所示。
表3焊接拉力测试结果
从表3中可知，由本发明公开的技术方案制备的银浆，应用于电池片后，可以保证电池片具有良好的焊接拉力，从实施例4～5和对比例1～3的测试结果也能发现，银粉的振实密度、松装密度、比表面积和粒径对焊接拉力具有较大影响。
2)电池片光电转换效率测试：对由上述方法制备的电池片进行光电转换效率测试，测试结果如表4所示。
表4光电转换效率测试结果
从表4中可知，实施例1～5的光电转换效率均高于对比例1～3，表明本发明公开的技术方案确实有利于提升太阳能电池的光电转换效率。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但并不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述银浆包含银粉、无机粘合剂、有机载体和分散剂；所述银粉的性能参数如下：振实密度为3-5g/m3，松装密度为1.5-3g/m3，比表面积为1-2.5m2/g，粒度为0.5-2μm。
2.如权利要求1所述的PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述银浆由以下重量份的成分组成：50-60份银粉、0.5-3份无机粘合剂、35-45份有机载体和0.5-2份分散剂。
3.如权利要求2所述的PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述银浆的制备原料还包含1-5份助剂。
4.如权利要求3所述的PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述助剂为纳米锡粉。
5.如权利要求3所述的PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述银浆包含以下重量份的成分：银粉60份、无机粘合剂1份、有机载体40份、磷酸酯分散剂1份和助剂3份。
6.如权利要求1所述的PERC晶体硅太阳电池背面银浆，其特征在于，所述分散剂为磷酸酯分散剂。
7.一种如权利要求2～6任一项所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆的制备方法，其特征在于，制备方法为：将银粉、无机粘合剂、有机载体、分散剂和助剂加入搅拌机中，以搅拌机混合均匀，加入三辊轧机，轧制得到所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆。
8.一种PERC晶体硅太阳电池，其特征在于，所述PERC晶体硅太阳电池的背面银浆为权利要求1～6任一项所述PERC晶体硅太阳电池背面银浆。
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