CN112687420B - 一种低温烧结银浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温烧结银浆及其制备方法,属于太阳能电池技术领域。其中,本发明的低温烧结银浆包括:80wt%‑90 wt%的银粉,5wt%‑15wt%的有机载体,2wt%‑10wt%的低软化点玻璃粉,以及,0.01wt%‑0.9wt%的铝合金粉添加剂,所述铝合金粉添加剂包括铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中的至少一者。本发明通过在低温烧结银浆中加入铝合金粉添加剂作为烧结促进剂,有效的增加了银浆的烧结活性,使得银浆跟太阳能电池硅片之间形成较好欧姆接触,有效降低了烧结温度,其烧结温度范围为700℃‑720℃,解决了目前烧结温度过高的问题,从而减少高温烧结给太阳能电池片的损坏,进一步提高光电转化效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域,具体涉及一种低温烧结银浆及其一种低温烧结银浆的制备方法。
背景技术
太阳能电池技术因其清洁环保且取用不竭受到高度关注,但由于主导太阳能电池产业的单晶、多晶硅片价格、电池生产复杂的工艺流程等原因制约了太阳能电池的进一步推广。提高太阳能电池的光电转换效率可以有效降低成本。理论研究表明,太阳能电池的光电转换效率每增加一个百分比,对应的发电成本就将降低7%。
太阳能电池的效率受到多方面因素的影响,除了P-N结引起的光电转换效率差异,还受到太阳能电池组件中不同层材料结构与性能的影响。其中正面电极的制备对电池的串并联电阻以及填充因子影响很大。目前,传统太阳能电池行业通常采用丝网印刷工艺来制备正面电极。丝网印刷工艺流程简单,比较适合大规模工业生产,但同时也存在着诸多缺点,如浆料的烧结温度一般控制在800℃-850℃并伴随较高的升温和降温速率,过高的温度变幅会对硅片的金属杂质产生影响,进而影响电池片的使用寿命。同时,较高的烧结温度也会影响表面的钝化性能,造成硅片翘曲等。研发高效低成本太阳能电池正面电极材料,降低电池片烧结温度构成了太阳能电池生产中的一个关键技术要点。
现有技术之一的中国专利CN103000255B公开了一种适应低温烧结的太阳能电池正银浆料,该专利主要通过使用亚微米银粉与微米银粉的混合物作为银浆的导电体,一方面可以增强银粉体系的烧结活性,降低浆料烧结的峰值温度;另一方面亚微米银粉能有效地填充浆料中微米银粉间的空隙,因此银浆烧结后形成银膜的致密性大为提高,降低烧结收缩率,提高烧结后的电极的综合性能。但是该法对降低浆料烧结温度的作用有限。
现有技术之一的中国专利申请CN106887269A公开一种适应低温烧结的太阳能电池正银浆料及其制备方法,该专利申请是采用以直流电弧等离子体蒸发凝聚法制备纳米银粉制备低温烧结银浆。但是,该方法中的纳米银粉价格昂贵,制备方法复杂,不适合工业化大规模生产。
因此,有必要提出一种新的低温烧结银浆,以降低银浆的烧结温度。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种低温烧结银浆及其一种低温烧结银浆的制备方法。
本发明的一方面,提供一种低温烧结银浆,包括:
80wt%-90wt%的银粉;
5wt%-15wt%的有机载体;
2wt%-10wt%的低软化点玻璃粉;以及,
0.01wt%-0.9wt%的铝合金粉添加剂;其中,
所述铝合金粉添加剂的中值粒径范围为0.6μm-4μm;
所述铝合金粉添加剂包括铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中的至少一者;其中,
所述铝硅合金粉添加剂中硅的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1g/cm3-2g/cm3,中值粒径D50范围为1.6μm-4μm;和/或,
所述铝硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-1.5g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-0.75 g/cm3。
所述铝硅硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,硅的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-3.0g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-1.00 g/cm3。
可选的,所述银粉中氧的含量范围为0wt%-5wt%。
可选的,所述银浆还包括铝铜合金或铝锌锰合金。
可选的,所述有机载体包括树脂、有机溶剂和有机添加剂;其中,所述树脂、有机溶剂和有机添加剂的质量比范围为:(70-85):(10-20):(5-10)。
可选的,所述树脂包括乙基纤维素、丙烯酸树脂、松香及其衍生物和酚醛树脂中的至少一种;和/或,
所述树脂的分子量范围为1000-50000;和/或,
所述有机溶剂包括醇脂十二、松油醇、柠檬酸三丁酯和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种;和/或,
所述有机添加剂包括流平剂、触变剂、消泡剂、催干剂、分散剂和降粘剂中的至少一种。
可选的,所述低软化点玻璃粉的软化温度范围为280℃-400℃,中值粒径范围为0.1μm-10μm;和/或,
所述低软化点玻璃粉包括Pb系玻璃粉和Pb-Te-Bi系玻璃粉中的至少一种。
本发明的另一方面,提供一种低温烧结银浆的制备方法,该低温烧结银浆为前文记载的所述的低温烧结银浆,所述制备方法包括:
按照配比称取各组分的重量,将有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆;
将所述玻璃浆置于多辊机中进行多次多辊研磨处理;
在经过研磨处理后的玻璃浆中加入银粉和铝合金粉添加剂的混合物,离心处理后得到所述低温烧结银浆。
可选的,所述将有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆,包括:
将有机载体和低软化点玻璃粉加入离心管中混合均匀,并将所述离心管放入离心机中离心处理1次-3次制备形成所述玻璃浆;其中,
所述离心机的转速范围为800rmp-1200rmp,离心时间范围为3min-7min。
可选的,所述将所述玻璃浆置于多辊机中进行多次多辊研磨处理,包括:
将所述玻璃浆至于三辊机中进行三次三辊研磨处理;其中,
所述三辊机的辊间距范围为5μm-40μm,所述三辊机的转速范围为100rmp-200rmp,并且,各辊轮之间的距离随着研磨次数的增加而递减,以及,每次研磨处理时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离大于第二辊轮和第三辊轮之间的距离。
可选的,所述离心处理后得到所述低温烧结银浆,包括:
在离心转速范围为500rmp-600rmp的条件下,离心处理2次-4次,得到所述低温烧结银浆。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明提供的低温烧结银浆配方体系通过添加合适的铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中的至少一种作为烧结促进剂,降低烧结温度至700-720℃,在保证太阳能电池电效率的前提下,减少高温烧结给太阳能电池片的损坏,提高太阳能电池生产的良率。
2、本发明通过选用合适的银粉(例如,片状银粉和球状银粉的混合银粉),使得低温烧结银浆可以与太阳能电池硅片表面形成更好的接触,以及有效的填充烧结空隙,使得烧结后的银浆表面更光滑致密。
附图说明
图1为本发明一实施例的低温烧结银浆的制备方法的流程框图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
本发明的一方面,提供一种低温烧结银浆,包括:80wt%-90wt%的银粉;5wt%-15wt%的有机载体;2wt%-10wt%的低软化点玻璃粉;以及,0.01wt%-0.9wt%的铝合金粉添加剂。其中,铝合金粉添加剂的中值粒径范围为0.6μm-4μm;上述铝合金粉添加剂包括铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中的至少一者;其中,上述铝硅合金粉添加剂中硅的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1g/cm3-2g/cm3,中值粒径D50范围为1.6μm-4μm;上述铝硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-1.5g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-0.75 g/cm3;上述铝硅硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,硅的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-3.0g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-1.00 g/cm3。
本实施例通过在银浆中加入铝合金粉添加剂作为烧结促进剂,有效降低了烧结温度,其烧结温度范围在700℃-720℃,解决了目前烧结温度过高的问题,从而减少高温烧结给太阳能电池片的损坏,提高太阳能电池生产的良率。并且,本实施例通过在低温烧结银浆中加入铝合金粉添加剂作为烧结促进剂,有效增加了银浆的烧结活性,使得银浆跟太阳能电池硅片之间形成较好欧姆接触,进一步提高光电转化效率。
需要说明的是,由于纯铝的熔点为660℃,纯硅的熔点为1410℃,纯硼的熔点为2180 ℃,而铝合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点,因此铝硼合金和铝硅合金的熔点低于都要低于660℃。因此,基于发明人多次试验,本实施例在银浆中加入铝硼合金、铝硅合金或者铝硅硼合金粉添加剂的至少一种可以在有效保证浆料于硅基底的附着力的同时降低烧结温度,避免高温对硅片的影响,使得烧结温度由原来的800℃-850℃降低至700℃-720℃,有效的减少了高温烧结对硅片的影响,减少了对硅片损伤。
具体的,在一些实施例中,可以选用铝硅合金粉添加剂,其中硅含量范围为0.1wt%-0.9wt%,当铝硅合金粉中硅的含量低于0.1wt%时则对降低银浆的烧结温度效果不明显,进而导致烧结温度在720℃以上。当铝硅合金粉中硅的含量高于0.9wt%时会影响制备的银浆电学性能,使得光电转化效率降低,同时当选用的铝硅合金粉振实密度范围为1g/cm3-2g/cm3,中值粒径D50范围为1.6μm-4μm时,制备的银浆的光电转化效率可达到21%以上。
进一步的,在另一些实施例中,还可以选用铝硼合金粉添加剂,其中硼含量范围为0.1wt%-0.9wt%,当铝硼合金粉中硼的含量低于0.1wt%时则对降低烧结温度的效果不明显,进而导致烧结温度在720℃以上。当铝硼合金粉中的硼的含量高于0.9wt%时会影响制备的银浆电学性能,使得光电转化效率降低,同时当选用的铝硼合金粉的振实密度范围为1.2g/cm3-1.5g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-0.75 g/cm3时,制备的银浆的光电转化效率可达到21%以上。
更进一步的,在另一些实施例中,还可以选用铝硅硼合金粉添加剂,该合金中硼的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,硅的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,同理硼、硅含量过高、过低都会影响制备的银浆的光电转化效率,同时当选用的铝硅硼合金粉添加剂振实密度范围为1.2g/cm3-3.0g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-1.00 g/cm3 ,制备的银浆的光电转化效率可达到21%以上。本实施例选用的铝硅硼合金粉添加剂的熔点低,能保证浆料在较低的烧结温度,在烧结的过程中合金中硼的扩散会增加太阳能电池的掺杂浓度,从而在减少硅基体的损伤的前提下提高太阳能电池的光电转化效率。
应当理解的是,在另一些实施例中,还可以选择铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂以及铝硅硼合金粉添加剂中的任二者或者三者。
需要说明的是,在一些实施例中,为了实现低温烧结的目的,优选铝合金粉添加剂的中值粒径范围为0.6μm-4μm,这是由于,当铝合金粉添加剂的中值粒径大于4μm时,要在更高的温度下才能实现烧结,这样,不能实现低温烧结的目的,而当铝合金粉添加剂的中值粒径小于0.6μm时,铝合金粉添加剂在烧结过程中会产生表面复合,从而破坏基材表面。
更进一步的,在另一些实施例中,银浆中还可以加入其它添加剂,例如:铝铜合金或铝锌锰合金,其中,铝铜合金的晶粒大,添加该合金作为银浆的添加剂,可以减少电流的流通路径,从而使得电流的流速变快,减少银浆的线电阻,从而增加太阳能电池的光电转化效率。另外,铝锌锰合金中Zn和Mn的电位差小,产生的电化学反应小,耐腐蚀,在银浆中添加该合金可以有效提高导电电极的可靠性,增加太阳能电池的使用寿命。
具体的,对于本实施例中的另一组份银粉来说,本案发明人们对于各类银粉形成的烧结银浆进行了精心探讨,结果意外发现片状银粉有利于银浆和太阳能电池表面的接触增加欧姆接触,但是单独使用片状银粉会使得烧结后的银浆表面不光滑,因此,本实施例的银粉为片状银粉和球状银粉的混合银粉,这样,将片状银粉和球状银粉混合使用,使得烧结后的银浆表面更加致密光滑,并且,相对于目前使用的纳米银粉可有效降低成本。
进一步的,在一些实施例中,将片状银粉和球状银粉的质量比例范围设置为1:(1-3),银粉中氧的含量范围为0wt%-5wt%,当银粉中的氧含量高于5wt%时,则会导致银粉发黑,不利于所制备的银浆的充分烧结,影响太阳能电池的光电转化效率。
需要说明的是,本实施例对于片状银粉和球状银粉的具体尺寸不作具体限定,优选的,片状银粉的长度范围为0.8μm-12μm,宽度范围为150nm-250nm,以及,球状银粉的中值粒径范围为0.05μm-10μm,振实密度范围为4g/cm3-6g/cm3。
具体的,本实施例的低温烧结银浆中的另一组分有机载体包括树脂、有机溶剂和有机添加剂。其中,树脂、有机溶剂和有机添加剂三者的质量比范围为:(70-85):(10-20):(5-10),对于本领域技术人员来说,在该范围内可以任意选择。
需要说明的是,本实施例对于树脂的类型不作具体限定,例如,在一些实施例中,树脂可包括乙基纤维素、丙烯酸树脂、松香及其衍生物和酚醛树脂中的至少一种,对于本领域技术人员来说,可以根据实际需要进行选择。其次,树脂的分子量作为选择树脂的重要指标之一,同样,也需要根据实际来具体选择,例如,在另一些实施例中,优选树脂分子量范围为1000-50000。
进一步需要说明的是,本实施例对于有机溶剂和有机添加剂的类型也同样不作具体限定,例如,在一些实施例中,有机溶剂包括醇脂十二、松油醇、柠檬酸三丁酯和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种。以及,有机添加剂包括流平剂、触变剂、消泡剂、催干剂、分散剂和降粘剂中的至少一种,当然,对于本领域技术人员来说,由于料浆的状况会受到环境温度的影响,其有机添加剂可根据实际配制料浆的状况进行适当的选择添加。
具体的,本实施例的低温烧结银浆中的另一组分低软化点玻璃粉的软化温度范围为280℃-400℃,中值粒径范围为0.1μm-10μm。另外,本实施例的低软化点玻璃粉可包括Pb系玻璃粉和Pb-Te-Bi系玻璃粉中的至少一种,对此不作具体限定。这样,低软化点玻璃粉保证了该低温烧结温度可以在较低温度下进行烧结,且能保证较好的欧姆接触。
下面将结合几个具体实施例和对比例进一步说明低温烧结银浆的烧结温度以及光转换效率等综合性能:
实施例 1
选择质量分数为83.6wt%的银粉,10wt%的有机载体,6wt%的低软化点玻璃粉,以及,0.4wt%的铝硅合金粉形成了本实施例的低温烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为700℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,接触电阻率为0.5mΩ·cm-2,附着力为4.3N,光电转化效率范围为21.35%。
实施例 2
选择质量分数为90wt%的银粉,7.1wt%的有机载体,2wt%的低软化点玻璃粉,以及,0.9wt%的铝硼合金粉添加剂形成了本实施例的低温烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为720℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,接触电阻率为0.5mΩ·cm-2,附着力为4.1N,光电转化效率范围为21.25%。
实施例 3
选择质量分数为80wt%的银粉,9.99wt%的有机载体,10wt%的低软化点玻璃粉,以及,0.01wt%的铝硅硼合金粉形成了本实施例的低温烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为715℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,接触电阻率为0.5mΩ·cm-2,附着力为4.2N,光电转化效率范围为21.45%。
实施例 4
选择质量分数为86wt%的银粉,11wt%的有机载体,8wt%的低软化点玻璃粉,0.5wt%的铝硅合金粉添加剂,以及,0.4wt%的铝硼合金粉添加剂形成了本实施例的低温烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为720℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,接触电阻率为0.6mΩ·cm-2,附着力为4.5N,光电转化效率范围为21.25%。
实施例 5
选择质量分数为83.4wt%的银粉,8wt%的有机载体,8wt%的低软化点玻璃粉,0.5wt%的铝硅硼合金粉添加剂,以及,0.1wt%的铝铜合金或铝锌锰合金形成了本实施例的低温烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为720℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,接触电阻率为0.6mΩ·cm-2,附着力为4.3N,光电转化效率范围为21.45%。
对比例 1
为了说明本发明的低温烧结银浆具有较好的综合性能,本实施例作为对比示例进一步说明,具体地,本实施例中未添加铝合金粉添加剂,银粉的添加量为84wt%,其余配方体系同实施例1,制备得到本对比例的烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为750℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面粗糙,产生的空洞较多,接触电阻率为1.2mΩ·cm-2,附着力为0.7N,光电转化效率范围为20.68%。
对比例 2
为了说明本发明的低温烧结银浆具有较好的综合性能,本实施例作为对比示例进一步说明,具体地,本实施例中添加的铝合金粉添加剂含量为1wt%,银粉的添加量为83wt%,其余配方体系同实施例1,制备得到本对比例的烧结银浆,其综合性能如表1所示,可见,该实施例得到的低温烧结银浆烧结温度为850℃,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面粗糙,产生的空洞较多,接触电阻率为1.3mΩ·cm-2,附着力为3.5N,光电转化效率范围为20.89%。
表1 各实施例和各对比例的综合性能结果
综上,如表1所示,本发明的低温烧结银浆烧结温度范围为700℃-720℃,通过添加合适的铝合金粉添加剂作为烧结促进剂有效降低了烧结温度,并且,通过轮廓仪观察烧结后银浆的表面光滑,产生的空洞较少,以及,低温烧结银浆的接触电阻率范围为0.5mΩ·cm-2-0.6mΩ·cm-2,附着力范围为4.1N-4.5N,光电转化效率范围为21.25%-21.45%。由此可见,本发明的低温烧结银浆降低了烧结温度,且具有较高的光电转化效率。
如图1所示,本发明的另一方面,提供一种低温烧结银浆的制备方法S100,具体包括以下步骤S110-S130:
步骤S110、按照配比称取各组分的重量,将有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆。
具体的,按照预设的配比称取各组分的重量,并分别将有机载体和低软化点玻璃粉加入离心管中混合均匀,然后将离心管放入离心机中离心处理1次-3次制备形成玻璃浆。其中,离心机的转速范围为800rmp-1200rmp,离心时间范围为3min-7min。也就是说,本实施例中先利用离心机离心处理有机载体和低软化点玻璃粉以制备形成玻璃浆,使得体系分散更均匀。
步骤S120、将玻璃浆置于多辊机中进行多次多辊研磨处理。
需要说明的是,本实施例对于多辊机不作具体限定,例如,可以采用三辊机,八辊机等,对于本领域技术人员来说,可以根据实际需要进行选择。
具体的,在该步骤中,将玻璃浆至于三辊机中进行三次三辊研磨处理,也就是说,利用三辊机中的三个辊轮对玻璃浆淹没处理,其中,可以将三辊机的辊间距范围设置为5μm-40μm,三辊机的转速范围设置为100rmp-200rmp,并且,各辊轮之间的距离随着研磨次数的增加而递减,以及,每次研磨处理时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离大于第二辊轮和第三辊轮之间的距离,有利于通过研磨使得获得的玻璃浆更加均匀。
需要说明的是,在研磨处理时,对于三辊机中各辊轮之间的距离不作具体限定,示例性的,第一次三辊研磨时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离为40μm,第二辊轮和第三辊轮之间的距离为30μm,第二次三辊研磨时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离为30μm,第二辊轮和第三辊轮之间的距离为20μm,第三次辊研磨时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离为10μm,第二辊轮和第三辊轮之间的距离为5μm,这样,分三次研磨使得获得的玻璃浆更加均匀。当然,还可以利用三辊机对玻璃浆进行更多次的研磨处理,对此不作具体限定。
步骤S130、在经过研磨处理后的玻璃浆中加入银粉和铝合金粉添加剂的混合物,离心处理后得到低温烧结银浆。
具体的,向步骤S120中研磨处理后的玻璃浆中加入之前称量的银粉和铝合金粉添加剂的混合物,在离心转速范围为500rmp-600rmp的条件下,离心处理2次,得到低温烧结银浆。
通过本实施的制备方法可形成前文记载的低温烧结银浆,具体的,按照前文记载的实施例1至实施例5的各组分重量,分别将各实施例的有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆,并将玻璃浆置于三辊机中进行多次多辊研磨处理,在经过研磨处理后的玻璃浆中加入银粉和铝合金粉添加剂的混合物,离心处理后得到各实施例的低温烧结银浆。并且,该低温烧结银浆在10rmp转速下的粘度范围为270Pa·s/25℃-390Pa·s/25℃。
本发明提供一种低温烧结银浆及其制备方法,相对于现有技术而言,具有以下有益效果:第一、本发明的低温烧结银浆添加0.01wt%-0.9wt%的铝合金粉添加剂作为烧结促进剂,同时配合使用低软化点的玻璃粉,满足该银浆在700℃-720℃温度下进行烧结,从而减少高温烧结给太阳能电池片的损坏,提高太阳能电池生产的良率。第二、本发明的铝合金粉添加剂可选择铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中至少一者,其中硅元素的添加有效的增加了银浆的烧结活性,硼元素的添加使得银浆跟太阳能电池硅片之间形成较好欧姆接触,进一步提高光电转化效率。第三、本发明的低温烧结银浆所用的银粉为片状银粉和球状银粉的混合金属粉末,片状银粉可以与太阳能电池硅片表面形成更好的接触,而球状银粉可以有效的填充烧结空隙,使得烧结后的银浆表面更光滑致密。第四、本发明的银浆中还包括铝铜合金或铝锌锰合金等添加剂,可有效增加太阳能电池的光电转化效率。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低温烧结银浆,其特征在于,包括:
80wt%-90wt%的银粉;其中,所述银粉中氧的含量范围为0wt%-5wt%,以及所述银粉为片状银粉和球状银粉的混合银粉,所述片状银粉的长度范围为0.8μm-12μm,宽度范围为150nm-250nm,以及,所述球状银粉的中值粒径范围为0.05μm-10μm,振实密度范围为4g/cm3-6g/cm3;
5wt%-15wt%的有机载体;
2wt%-10wt%的低软化点玻璃粉,所述低软化点玻璃粉的软化温度范围为280℃-400℃,中值粒径范围为0.1μm-10μm;
所述低软化点玻璃粉包括Pb系玻璃粉和Pb-Te-Bi系玻璃粉中的至少一种;以及,
0.01wt%-0.9wt%的铝合金粉添加剂,所述铝合金粉添加剂的作用是作为烧结促进剂,有效降低烧结温度;其中,
所述铝合金粉添加剂的中值粒径范围为0.6μm-4μm;
所述铝合金粉添加剂包括铝硅合金粉添加剂、铝硼合金粉添加剂、铝硅硼合金粉添加剂中的至少一者;其中,
所述铝硅合金粉添加剂中硅的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1g/cm3-2g/cm3,中值粒径D50范围为1.6μm-4μm;和/或,
所述铝硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.9wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-1.5g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-0.75g/cm3;和/或,
所述铝硅硼合金粉添加剂中硼的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,硅的含量范围为0.1wt%-0.5wt%,振实密度范围为1.2g/cm3-3.0g/cm3,松装密度范围为0.65g/cm3-1.00g/cm3;
所述低温烧结银浆的烧结温度在700-720℃之间。
2.根据权利要求1所述的低温烧结银浆,其特征在于,所述银浆还包括铝铜合金或铝锌锰合金。
3.根据权利要求1或2所述的低温烧结银浆,其特征在于,所述有机载体包括树脂、有机溶剂和有机添加剂;其中,所述树脂、有机溶剂和有机添加剂的质量比范围为:(70-85):(10-20):(5-10)。
4.根据权利要求3所述的低温烧结银浆,其特征在于,所述树脂包括乙基纤维素、丙烯酸树脂、松香及其衍生物和酚醛树脂中的至少一种;和/或,
所述树脂的分子量范围为1000-50000;和/或,
所述有机溶剂包括醇脂十二、松油醇、柠檬酸三丁酯和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种;和/或,
所述有机添加剂包括流平剂、触变剂、消泡剂、催干剂、分散剂和降粘剂中的至少一种。
5.一种低温烧结银浆的制备方法,其特征在于,所述低温烧结银浆采用权利要求1至4任一项所述的低温烧结银浆,所述制备方法包括:
按照配比称取各组分的重量,将有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆;
将所述玻璃浆置于多辊机中进行多次多辊研磨处理;
在经过研磨处理后的玻璃浆中加入银粉和铝合金粉添加剂的混合物,离心处理后得到所述低温烧结银浆。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述将有机载体和低软化点玻璃粉制备形成玻璃浆,包括:
将有机载体和低软化点玻璃粉加入离心管中混合均匀,并将所述离心管放入离心机中离心处理1次-3次制备形成所述玻璃浆;其中,
所述离心机的转速范围为800rmp-1200rmp,离心时间范围为3min-7min。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述将所述玻璃浆置于多辊机中进行多次多辊研磨处理,包括:
将所述玻璃浆至于三辊机中进行三次三辊研磨处理;其中,
所述三辊机的辊间距范围为5μm-40μm,所述三辊机的转速范围为100rmp-200rmp,并且,各辊轮之间的距离随着研磨次数的增加而递减,以及,每次研磨处理时,第一辊轮和第二辊轮之间的距离大于第二辊轮和第三辊轮之间的距离。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述离心处理后得到所述低温烧结银浆,包括:
在离心转速范围为500rmp-600rmp的条件下,离心处理2次-4次,得到所述低温烧结银浆。
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