CN112777938A - 一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，原料包括TeO2、PbO、Tl2O3、Bi2O3、Li2O，还选择性地包括WO3、ZnO、MgO、B2O3、CaO、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Ag2O、ZrO2、Na2O、K2O、和MoO中的一种或多种，选择性地包括附着力添加剂或者腐蚀助剂。本发明的一种晶体硅太阳能正银浆料用玻璃粉，由于添加了Tl2O3，以及与其它原材料的特殊的配方配比，玻璃粉的软化温度降低、电导率增加、介电损耗较小。可以在较低温度蚀穿晶体硅片的钝化层，包括氮化硅膜以及PERC晶体硅片的氧化铝膜。由此玻璃制作的浆料能在720～800℃烧结，在一定程度上降低了晶硅电池，尤其是PERC晶硅电池片在高温烧结下的衰减问题，从而提高电池效率。

Description

一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种玻璃粉及其制备方法和用途，具体涉及一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉及其制备方法和用途，属于太阳能光伏电池技术领域。
背景技术
太阳能电池全产业链中，正面银浆是太阳能电池工艺中最核心的材料和技术之一。随着太阳能电池技术的进步，尤其是对于一些先进的高效新结构电池，例如高效PERC电池，包括超高方阻PERC电池、PERC-SE电池、双面氧化铝PERC电池等。这些新结构电池将电池效率进一步提升到22％。不断改善的电池制作工艺和新型设计扮演了重要的角色。而对于每一次电池新工艺与新型设计，浆料也必须具有相应的创新才能实现效率的提升。
太阳能电池正面银装主要由银粉、玻璃粉、有机载体三部分组成。其中粘结相玻璃粉在原料中所占比例虽然较小，但是对于电极和桂基片之间的附着力和电池光电转换效率的影响是非常大的。太阳能电池为了大幅度提高光电转换效率和降低成本，电池正朝着高方阻、浅结、细栅方向发展，对正面银浆使用的玻璃粉提出了更高的性能要求。玻璃粉不仅起到高温粘结作用，还充当银粉烧结的助熔剂以及银硅欧姆接触的媒介物质，太阳能电池正面银浆通过丝网印刷成正面电极图案，在后续烧结成膜过程中，玻璃粉软化腐烛穿透减反射膜，与银颗粒互熔搭桥形成致密的电极导电网络。对于正面银浆用玻璃粉要求必须具有较低的软化温度、高温烧结时能够穿透减反射膜和玻璃化程度高的性能。所以玻璃粉的性能直接影响到太阳能电池片的电性能，拉力和电池效率等等。目前，玻璃粉特性对太阳能电池片电性能的影响已成为目前晶硅太阳能电池的一个焦点。因此，正面银浆玻璃粉的改进问题已迫在眉睫。
对于各类高效PERC电池，与传统太阳能电池相比，利用氧化铝(Al2O3)或氮化硅(SiNx)在电池背面形成钝化层，并采用局域金属接触，有效降低背表面的电子复合速度，同时提升了背表面的光反射，从而提高了电池效率和发电量。PERC电池与现有生产线兼容，相对其它高效电池(例如N-电池、HIT电池等)而言成本较低，因此在过去两年发展迅速，是太阳能电池行业的趋势。由于PERC电池背面存在钝化层，在电池生产过程中的烧结工艺需要优化，要求烧结温度降低。同时，由于背面氧化铝沉积过程中会对硅片正面产生绕镀，会有氧化铝到绕到硅片正面。有的厂商甚至直接使用双面氧化铝，在正面也镀一层氧化铝。传统浆料所用的玻璃烧结温度偏高，或者不能穿透氧化铝，所以需要研发新的玻璃，尤其是对其低温烧结和更优的刻蚀性提出了很高的要求。
发明内容
针对现有技术中心存在的问题，本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的晶体硅太阳能电池用正面银浆玻璃粉，尤其对PERC电池和高效PERC电池，降低其烧结温度，改善接触，提高填充因子和电池效率。在实现正面银电极与焊带之间高焊接附着力的同时实现太阳能电池电性能的最大化，且使得电池组件使用寿命长。本发明同时还提供了该晶体硅太阳能电池用正面银浆玻璃粉的制备方法。
本发明公开了一种新的的玻璃，通过Tl2O3原材料的添加，以及对应的配方的优化，可以明显降低对应正银浆料的烧结温度，增加其刻蚀性，降低接触电阻，从而提升电池转换效率。
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉。
一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，该玻璃粉由以下原料组成：
TeO2 5-70重量份，优选为10-60重量份，更优选为15-55重量份；
PbO 3-60重量份，优选为5-50重量份，更优选为10-40重量份；
Tl2O3 0.3-40重量份，优选为1-30重量份，更优选为5-20重量份；
Bi2O3 1-50重量份，优选为3-40重量份，更优选为5-30重量份；
Li2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
Na2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
K2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
B2O3 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
CaO 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
SiO2 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份。
作为优选，该玻璃粉中还包括：附着力添加剂1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份。
作为优选，该玻璃粉中还包括：腐蚀助剂1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份。
在本发明中，所述附着力添加剂选自ZnO、WO3、SiO2、P2O5、B2O3、Ge2O3、NiO中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明中，所述腐蚀助剂选自Al2O3、Cr2O3、TiO2、Al2O3、MnO2、LiF、PbF2、AlF3、TiF4、Ge2O3、Fe2O3、CuO、MoO中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明中，所述玻璃粉的Tg温度为150～420℃；所述玻璃粉的Ts温度为450～820℃。
在本发明中，所述玻璃粉的平均粒径D50为0.1-5μm，优选为0.2-4μm。
在本发明中，所述玻璃粉中颗粒的最大粒径不超过20μm，优选为不超过10μm。
在本发明中，所述玻璃粉中颗粒的最小粒径不小于0.1μm。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉的制备方法。
制备第一种实施方案中所述晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将玻璃粉的各组分原料按质量比称取后，混合(优选采用研磨混合或采用搅拌器混合)、干燥；
(2)将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入高温炉中烧制，升温至800～1400℃(优选为900-1200℃)恒温下保温0.2～6h(优选为0.5-3h)，得到玻璃溶体；
(3)将玻璃溶体采用去离子水淬冷，冷却后取出玻璃碎渣、烘干；
(4)使用球磨机研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.1～5μm；
(5)过筛，干燥，即获得玻璃粉。
根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉的用途。
一种采用第一种实施方案中所述晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉或第二种实施方案中所述方法制备的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉制备的太阳能电池银浆，该银浆包括以下组分或由以下组分组成：
银粉55-150重量份，优选为65-120重量份，更优选为75-100重量份；
粘结剂1-25重量份，优选为3-20重量份，更优选为5-15重量份；
晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉0.1-20重量份，优选为0.3-10重量份，更优选为0.5-5重量份。
作为优选，该银浆中还包括：有机镓0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份。
作为优选，该银浆中还包括：有机铝化合物0.1-25重量份，优选为0.2-20重量份，更优选为0.3-15重量份。
作为优选，该银浆中还包括：助剂0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份。
在本发明中，所述有机镓为三环戊基镓、三甲基镓、三乙基镓、三异丁基镓中的一种或几种。
在本发明中，所述有机铝化合物为二羟基氨基乙酸铝和/或醋酸铝。
在本发明中，所述助剂为甲基硅油和/或卵磷脂。
在本发明中，所述粘结剂为有机粘结剂。
作为优选，所述粘结剂由重量百分比为0.1-30％的高分子聚合物和70-99％的有机溶剂组成。
其中：所述高分子聚合物选自聚甲基丙烯酸酯、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的一种或多种。所述有机溶剂选自丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇乙醚醋酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、二价酸酯以及醇酯中的一种或多种。
在本发明中，所述银粉为微米球型银粉和/或纳米银粉。
作为优选，银粉为微米球型银粉和纳米银粉的混合物。
更优选的是，银粉为重量百分比为70-99％的微米球型银粉与1-30％的纳米银粉的混合物。
本发明的一种晶体硅太阳能正银浆料用玻璃粉，由于添加了Tl2O3，以及与其它原材料的特殊的配方配比，玻璃粉的软化温度降低、电导率增加、介电损耗较小。可以在较低温度蚀穿晶体硅片的钝化层，包括氮化硅膜以及PERC晶体硅片的氧化铝膜。由此玻璃制作的浆料能在720-800℃烧结，在一定程度上降低了晶硅电池，尤其是PERC晶硅电池片在高温烧结下的衰减问题，从而提高电池效率。
本发明提供的一种改进的晶体硅太阳能电池用正面银浆玻璃粉，尤其对PERC电池和高效PERC电池，降低其烧结温度，改善接触，提高填充因子和电池效率。在实现正面银电极与焊带之间高焊接附着力的同时实现太阳能电池电性能的最大化，且使得电池组件使用寿命长。
在本发明中，玻璃粉采用粒径为0.1-5μm(优选为0.2-4μm)的玻璃粉，采用特定的原料制备而成，具有以下作用和效果：
通过玻璃成分和粒径的控制，降低玻璃的软化温度，充分溶银及腐蚀钝化层；优化含铅或含铋等腐蚀性较强成分配比，很好的腐蚀硅电池表面的氮化硅、氧化硅或氧化铝等钝化层，使得银硅很好欧姆接触，形成电子的转移通道，到达导电的效果；同时引入其他氧化物(如ZnO/V2O5/SiO2),控制玻璃的结构及膨胀系数，有利于提高浆料与硅的附着力，提高电池的可靠性。
在本发明中，通过在N型太阳能电池银浆中加入镓化合物，避免了现有技术在N型太阳能电池银浆中引入铝粉、铝硅合金及其他铝合金物质，导致对VOC的影响。镓化合物的加入不会破坏PN-结的完整性，不影响电池表面硅的结构；同时，镓的导电性能较优，减弱了太阳能电池上栅线的线电阻，完美的解决了欧姆接触与开压之间的矛盾。
通过实验研究表明，本发明在太阳能电池银浆中加入有机镓，相比较于加入镓的无机化合物，具有以下作用和效果：
1、镓作为三价掺杂剂，对P型材料有掺杂作用，降低接触势能，利于银浆与硅接触；2、有机镓为有机物，相对于镓的无机化合物，由于相似相容的原理，能够很好的分散到有机溶剂或有机载体中，使得在印刷到硅片表面更均匀接触；同时在烧结过程中产生表面活性高的镓或镓化合物，在短暂的烧结过程中能够更快地扩散到硅表面，硅表面掺杂溶度提升。
通过实验证明，在掺有机镓的N型太阳能电池银浆中加入三环戊基镓、三甲基镓、三乙基镓或三异丁基镓，能够很好的克服欧姆接触及开压之间的矛盾问题，改善制备阳能电池过程中浆料与硅片间的接触和复合问题，降低了银与硅接触电阻，提升太阳能电池开压，到达提高光电转换效率。
在本发明中，银粉为微米球型银粉和纳米银粉的混合物。通过采用粒径不同的银粉的混合物，具有以下作用和效果：
1、因纳米银粉的表面活化能高，具有较低的熔点，能够在较低的温度下达到密实及溶解到玻璃中，致使较低的烧结温度下，到达微米球型银粉的导电性；2、同时由于纳米银粉颗粒较小，很高很好填充到微米球型银粉的间隙中，提高栅线的密实性，降低栅线电阻。
在本发明中，通过在N型太阳能电池银浆中加入有机铝化合物，避免了现有技术在N型太阳能电池银浆中引入铝粉、铝硅合金及其他铝合金物质，导致对VOC的影响。有机铝化合物的加入不会破坏PN-结的完整性，不影响电池表面硅的结构；同时，提高铝源的活性，以及银粉与硝酸银，增强反应过程中导电金属的活性及与硅反应的能量，可以降低太阳能电池金属栅线与电池的接触电阻，并保持较高的开压，完美的解决了欧姆接触与开压之间的矛盾。
通过实验研究表明，本发明在太阳能电池银浆中加入有机铝化合物，相比较于加入铝的无机化合物，具有以下作用和效果：
主要优势在于更利于在有机载体中进行分散，均匀的分散在浆料体系中，进而更有效的减少由于烧结过程中银的过度扩散到硅基材内，导致硅太阳能电池的复合增多，影响电池的开路电压；相较于常规的铝或铝化合物，其表面的能量更高，且具有一定催化作用，有利于玻璃腐蚀硅片表面的氮化硅/氧化硅等钝化层，增加硅片与银的接触面积，降低串阻；
通过实验证明，在掺有机铝化合物的N型太阳能电池银浆中加入二羟基氨基乙酸铝和/或醋酸铝，能够很好的克服欧姆接触及开压之间的矛盾问题，改善制备阳能电池过程中浆料与硅片间的接触和复合问题，降低了银与硅接触电阻，提升太阳能电池开压，到达提高光电转换效率。
本发明主要针对当前N型太阳能电池硅片的欧姆接触及开压之间的矛盾问题，通过掺有机镓、结合玻璃成分调整及纳米银粉等方法很好的解决浆料与硅片间的接触和复合问题，降低了银与硅接触电阻，提升太阳能电池开压，到达提高光电转换效率，本发明的N型太阳能电池银浆市场前景广阔。
与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
1、本发明的一种晶体硅太阳能正银浆料用玻璃粉，由于添加了Tl2O3，以及与其它原材料的特殊的配方配比，玻璃粉的软化温度降低、电导率增加、介电损耗较小。
2、本发明的掺有机镓的N型太阳能电池银浆中加入有机镓化合物，对P型材料有掺杂作用，降低接触势能，利于银浆与硅接触在烧结过程中产生表面活性高的镓或镓化合物，在短暂的烧结过程中能够更快地扩散到硅表面，硅表面掺杂溶度提升。
3、本发明的掺有机镓的N型太阳能电池银浆中采用的银粉为微米球型银粉和纳米银粉的混合物，能够在较低的温度下达到密实及溶解到玻璃中，致使较低的烧结温度下，到达微米球型银粉的导电性很高很好填充到微米球型银粉的间隙中，提高栅线的密实性，降低栅线电阻。
4、、本发明的高活性低串阻的N型太阳能电池银浆中加入有机铝化合物，更利于在有机载体中进行分散，均匀的分散在浆料体系中，进而更有效的减少由于烧结过程中银的过度扩散到硅基材内，导致硅太阳能电池的复合增多，影响电池的开路电压。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
根据本发明提供的第一种实施方案，提供一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉。
一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，该玻璃粉由以下原料组成：
TeO2 5-70重量份，优选为10-60重量份，更优选为15-55重量份；
PbO 3-60重量份，优选为5-50重量份，更优选为10-40重量份；
Tl2O3 0.3-40重量份，优选为1-30重量份，更优选为5-20重量份；
Bi2O3 1-50重量份，优选为3-40重量份，更优选为5-30重量份；
Li2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
Na2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
K2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
B2O3 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
CaO 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
SiO2 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份。
作为优选，该玻璃粉中还包括：附着力添加剂1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份。
作为优选，该玻璃粉中还包括：腐蚀助剂1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份。
在本发明中，所述附着力添加剂选自ZnO、WO3、SiO2、P2O5、B2O3、Ge2O3、NiO中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明中，所述腐蚀助剂选自Al2O3、Cr2O3、TiO2、Al2O3、MnO2、LiF、PbF2、AlF3、TiF4、Ge2O3、Fe2O3、CuO、MoO中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
在本发明中，所述玻璃粉的Tg温度为150～420℃；所述玻璃粉的Ts温度为450～820℃。
在本发明中，所述玻璃粉的平均粒径D50为0.1-5μm，优选为0.2-4μm。
在本发明中，所述玻璃粉中颗粒的最大粒径不超过20μm，优选为不超过10μm。
在本发明中，所述玻璃粉中颗粒的最小粒径不小于0.1μm。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉的用途。
一种采用第一种实施方案中所述晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉或第二种实施方案中所述方法制备的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉制备的太阳能电池银浆，该银浆包括以下组分或由以下组分组成：
银粉55-150重量份，优选为65-120重量份，更优选为75-100重量份；
粘结剂1-25重量份，优选为3-20重量份，更优选为5-15重量份；
晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉0.1-20重量份，优选为0.3-10重量份，更优选为0.5-5重量份。
作为优选，该银浆中还包括：有机镓0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份。
作为优选，该银浆中还包括：有机铝化合物0.1-25重量份，优选为0.2-20重量份，更优选为0.3-15重量份。
作为优选，该银浆中还包括：助剂0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份。
在本发明中，所述有机镓为三环戊基镓、三甲基镓、三乙基镓、三异丁基镓中的一种或几种。
在本发明中，所述有机铝化合物为二羟基氨基乙酸铝和/或醋酸铝。
在本发明中，所述助剂为甲基硅油和/或卵磷脂。
在本发明中，所述粘结剂为有机粘结剂。
作为优选，所述粘结剂由重量百分比为0.1-30％的高分子聚合物和70-99％的有机溶剂组成。
其中：所述高分子聚合物选自聚甲基丙烯酸酯、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的一种或多种。所述有机溶剂选自丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇乙醚醋酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、二价酸酯以及醇酯中的一种或多种。
在本发明中，所述银粉为微米球型银粉和/或纳米银粉。
作为优选，银粉为微米球型银粉和纳米银粉的混合物。
更优选的是，银粉为重量百分比为70-99％的微米球型银粉与1-30％的纳米银粉的混合物。
实施例1
1、玻璃粉配方
本实施例提供一种晶体硅太阳能电池用正面银浆玻璃粉，其原料百分比成分包括：35％TeO2、25％PbO、10％Tl2O3、13％Bi2O3、4％的Li2O、1％CaO、5％SiO2、7％ZnO。
2、玻璃粉的制备
(1)将质量份称量好以上氧化物原料60克，充分研磨混合。
(2)混合均匀后放入恒温干燥器100℃，20分钟。
(3)将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入放入高温炉中烧制，升温至1000℃恒温下保温1个小时，得到玻璃溶体。
(4)将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣，放入恒温干燥器120℃，烘干。
(5)烘干的玻璃碎渣倒入玛瑙罐，加入60ml乙醇，再在其中加入玛瑙球φ6：150克，φ10：30粒，放入全方位球磨机中球磨2小时。
(6)用激光粒度仪测试玻璃的平均粒径为D50＝1.5微米
(7)过筛分出玛瑙球。产物烘干、压碎，过500目筛，即得到所需要的玻璃粉。
3、有机粘结剂的制备
按质量份称取聚甲基丙烯酸酯12份和丁基卡必醇76份混合后，在分散机上加热到60度分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘合剂。
4、混合银粉的制备
称取重量百分比为85％微米银粉、15％的纳米银粉，混合，得到混合银粉。
5、正银浆料的制备
按质量份称取混合银粉89.5份，玻璃粉2份，有机粘结剂8份，三环戊基镓3份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，用三辊研磨机研磨至细度为8微米以下的银浆。
参考浆料：选用市场上购买Pb-Te体系玻璃粉，不含Tl原材料。同样，按质量份称取混合银粉89.5份，Pb-Te体系玻璃粉2份，有机粘结剂8份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，用三辊研磨机研磨至细度为8微米以下的银浆。
太阳能电池制作与测量
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的PERC硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：
采用实施例1制备的电极膜：短路电流9.843A,开路电压678mv,填充因子78.89％，光电转换效率21.613％，测试其焊接拉力为2.0牛。
采用参考浆料制备的电极膜：短路电流9.839A,开路电压677mv,填充因子78.54％，光电转换效率21.511％，测试其焊接拉力为1.8N。
可见本实例中给出的玻璃比Pb-Te体系玻璃短路电流高0.004A，效率高0.1％，拉力高0.2N。
实施例2
1、玻璃粉配方
本实施例提供一种晶体硅太阳能电池用正面银浆玻璃粉，其原料百分比成分包括：53％TeO2、11％PbO、12％Tl2O3、6％Bi2O3、4.5％的Li2O、0.5％Cr2O3、3％SiO2、2％Al2O3、8％MgO。
2、玻璃粉的制备
(1)将质量份称量好以上氧化物原料60克，充分研磨混合。
(2)混合均匀后放入恒温干燥器100℃，20分钟。
(3)将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入放入高温炉中烧制，升温至1000℃恒温下保温1个小时，得到玻璃溶体。
(4)将玻璃溶体放入去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃碎渣，放入恒温干燥器120℃，烘干。
(5)烘干的玻璃碎渣倒入玛瑙罐，加入60ml乙醇，再在其中加入玛瑙球φ6：150克，φ10：30粒，放入全方位球磨机中球磨2小时。
(6)用激光粒度仪测试玻璃的平均粒径为D50＝1.58微米
(7)过筛分出玛瑙球。产物烘干、压碎，过500目筛，即得到所需要的玻璃粉。
3、有机粘结剂的制备
按质量份称取乙基纤维素11份和松油醇89份混合后，在分散机上加热到60度分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘合剂；
4、混合银粉的制备
称取重量百分比为90％微米银粉、10％的纳米银粉，混合，得到混合银粉。
5、正银浆料的制备
按质量份称取混合银粉85份，玻璃粉2份，有机粘结剂8份，甲基硅油1份，使用分散机混合均匀后，用三辊研磨机研磨至细度为8微米以下的银浆。
参考浆料：选用市场上购买Pb-Te体系玻璃粉，不含Tl原材料。同样，按质量份称取混合银粉855份，玻璃粉2份，有机粘结剂8份，甲基硅油1份，使用分散机混合均匀后，用三辊研磨机研磨至细度为8微米以下的银浆。
太阳能电池制作与测量
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的PERC硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：
采用实施例2制备的电极膜：短路电流9.845A,开路电压678mv,填充因子78.79％，光电转换效率21.624％，测试其焊接拉力为3.1N。
采用参考浆料制备的电极膜：短路电流9.839A,开路电压677mv,填充因子78.54％，光电转换效率21.511％，测试其焊接拉力为1.8N。
可见本实例2中给出的玻璃比Pb-Te体系玻璃短路电流高0.006A，效率高0.113％，拉力高1.3N。
本发明实施例1和2晶体硅太阳能电池正面银浆玻璃粉在效率上高于市面常规玻璃粉，根据不同配方，焊接拉力可以远大于常规Pb-Te玻璃粉。本发明玻璃粉用于正面银浆后焊接不良率较低，具有良好的电性能特点，在填充因子FF，接触电阻Rs、开路电压Voc和综合电性能EFF方面均具有优异的性能体现，这也说明本发明玻璃粉具有合适的玻璃软化温度和腐蚀速率，对银粉和电池表面具有良好的润湿性和流动性。
实施例3
一种掺有机镓的N型太阳能电池银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用实施例1制备的玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取聚甲基丙烯酸酯8份和丁基卡必醇92份混合后，在分散机上分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘结剂；
(3)制备电池银浆：混合银粉重量百分比为85％微米银粉、15％的纳米银粉；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉2份，步骤(2)制备的有机粘结剂11份，三环戊基镓3份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，再加入上述混合银粉83.5份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的丁基卡必醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.93A,开路电压686.9mv,串阻(银与硅接触电阻)3.0毫欧mΩ；光电转换效率22.40％，测试其焊接拉力为2.1N。
实施例4
一种掺有机镓的N型太阳能电池银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用实施例2制备的玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取乙基纤维素11份和松油醇89份混合，在分散机上分散60min，得到透明、均一的有机粘合剂；
(3)制备电池正面银浆：混合银粉为重量百分比为90％微米银粉、10％的纳米银粉；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉1份，步骤(2)制备的有机粘结剂8.5份，三甲基镓4.5份，甲基硅油1份；使用分散机混合均匀后，再加入上述混合银粉85份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的松油醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.887A,开路电压687.6mv,串阻(银与硅接触电阻)3.03毫欧mΩ；光电转换效率22.44％，测试其焊接拉力为2.3N。
实施例5
一种高活性低串阻的N型太阳能电池银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用实施例1制备的玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取聚甲基丙烯酸酯8份和丁基卡必醇92份混合后，在分散机上分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘结剂；
(3)制备电池银浆：含银混合物重量百分比为85％微米银粉、15％的硝酸银；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉2份，步骤(2)制备的有机粘结剂11份，二羟基氨基乙酸铝3份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，再加入上述含银混合物83.5份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的丁基卡必醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.815A,开路电压681.8mv,串阻(银与硅接触电阻)3.03毫欧mΩ；光电转换效率22.19％，测试其焊接拉力为2.13N。
实施例6
一种高活性低串阻的N型太阳能电池银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)实施例2制备得玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取乙基纤维素11份和松油醇89份混合，在分散机上分散60min，得到透明、均一的有机粘合剂；
(3)制备电池正面银浆：含银混合物为重量百分比为90％微米银粉、10％的硝酸银；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉1份，步骤(2)制备的有机粘结剂8.5份，二羟基氨基乙酸铝4.5份，甲基硅油1份；使用分散机混合均匀后，再加入上述含银混合物85份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的松油醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.831A,开路电压684.1mv,串阻(银与硅接触电阻)3.11毫欧mΩ；光电转换效率22.32％，测试其焊接拉力为2.19N。
对比例1
一种掺镓化合物的N型太阳能电池银浆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用实施例1中制备的玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取聚甲基丙烯酸酯8份和丁基卡必醇92份混合后，在分散机上分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘结剂；
(3)制备电池银浆：混合银粉重量百分比为85％微米银粉、15％的纳米银粉；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉2份，步骤(2)制备的有机粘结剂11份，氮化镓3份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，再加入上述混合银粉83.5份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的丁基卡必醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.821A,开路电压681.1mv,串阻(银与硅接触电阻)5.16毫欧mΩ；光电转换效率22.08％，测试其焊接拉力为1.47N。
对比例2
一种制备掺氧化铝的N型太阳能电池银浆，该方法包括以下步骤：
(1)采用实施例1中制备的玻璃粉；
(2)有机粘结剂的制备：按质量份称取聚甲基丙烯酸酯8份和丁基卡必醇92份混合后，在分散机上分散60min，分散溶解，得到透明、均一的有机粘结剂；
(3)制备电池银浆：含银混合物重量百分比为85％微米银粉、15％的硝酸银；按质量份称取步骤(1)制备的玻璃粉2份，步骤(2)制备的有机粘结剂11份，氧化铝3份，甲基硅油0.5份，使用分散机混合均匀后，再加入上述含银混合物83.5份混合，用三辊研磨机研磨至细度在8微米以下，加入原料总重量的3％的丁基卡必醇，获得N型太阳能电池银浆。
采用上述制备的样品，通过430目丝网印刷在规格156mm×156mm的N型硅片上形成电极膜，主栅宽度0.7微米，进Despatch烧结炉烧结，峰值实际温度700-780℃。
烧结后测试其电性数据为：短路电流9.809A,开路电压677.9mv,串阻(银与硅接触电阻)5.41毫欧mΩ；光电转换效率21.76％，测试其焊接拉力为1.36N。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，其特征在于：该玻璃粉由以下原料组成：
TeO2 5-70重量份，优选为10-60重量份，更优选为15-55重量份；
PbO 3-60重量份，优选为5-50重量份，更优选为10-40重量份；
Tl2O3 0.3-40重量份，优选为1-30重量份，更优选为5-20重量份；
Bi2O3 1-50重量份，优选为3-40重量份，更优选为5-30重量份；
Li2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
Na2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
K2O 0.1-20重量份，优选为0.3-15重量份，更优选为0.5-10重量份；
B2O3 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
CaO 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份；
SiO2 0-20重量份，优选为0.1-15重量份，更优选为0.2-10重量份。
2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，其特征在于：该玻璃粉中还包括：
附着力添加剂 1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份；和/或
腐蚀助剂 1-60重量份，优选为3-50重量份，更优选为5-40重量份。
3.根据权利要求2所述的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，其特征在于：所述附着力添加剂选自ZnO、WO3、SiO2、P2O5、B2O3、Ge2O3、NiO中的一种或多种以任意比例混合的混合物；和/或
所述腐蚀助剂选自Al2O3、Cr2O3、TiO2、Al2O3、MnO2、LiF、PbF2、AlF3、TiF4、Ge2O3、Fe2O3、CuO、MoO中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉，其特征在于：所述玻璃粉的Tg温度为150～420℃；所述玻璃粉的Ts温度为450～820℃；和/或
所述玻璃粉的平均粒径D50为0.1-5μm，优选为0.2-4μm；所述玻璃粉中颗粒的最大粒径不超过20μm，优选为不超过10μm；所述玻璃粉中颗粒的最小粒径不小于0.1μm。
5.制备权利要求1-4中任一项所述晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将玻璃粉的各组分原料按质量比称取后，混合(优选采用研磨混合或采用搅拌器混合)、干燥；
(2)将已干燥的玻璃粉原料放入坩埚中，将坩埚放入高温炉中烧制，升温至800～1400℃(优选为900-1200℃)恒温下保温0.2～6h(优选为0.5-3h)，得到玻璃溶体；
(3)将玻璃溶体采用去离子水淬冷，冷却后取出玻璃碎渣、烘干；
(4)使用球磨机研磨玻璃碎渣至平均粒径为0.1～5μm；
(5)过筛，干燥，即获得玻璃粉。
6.一种采用权利要求1-4中任一项所述晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉或权利要求5制备的晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉制备的太阳能电池银浆，该银浆包括以下组分或由以下组分组成：
银粉 55-150重量份，优选为65-120重量份，更优选为75-100重量份；
粘结剂 1-25重量份，优选为3-20重量份，更优选为5-15重量份；
晶硅太阳能正银浆料用玻璃粉 0.1-20重量份，优选为0.3-10重量份，更优选为0.5-5重量份。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池银浆，其特征在于：该银浆中还包括：
有机镓 0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份；和/或
有机铝化合物 0.1-25重量份，优选为0.2-20重量份，更优选为0.3-15重量份；和/或
助剂 0.1-10重量份，优选为0.2-8重量份，更优选为0.3-5重量份。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池银浆，其特征在于：所述有机镓为三环戊基镓、三甲基镓、三乙基镓、三异丁基镓中的一种或几种；和/或
所述有机铝化合物为二羟基氨基乙酸铝和/或醋酸铝；和/或
所述助剂为甲基硅油和/或卵磷脂。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的太阳能电池银浆，其特征在于：所述粘结剂为有机粘结剂；作为优选，所述粘结剂由重量百分比为0.1-30％的高分子聚合物和70-99％的有机溶剂组成；
其中：所述高分子聚合物选自聚甲基丙烯酸酯、乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的一种或多种；所述有机溶剂选自丁基卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇乙醚醋酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、二价酸酯以及醇酯中的一种或多种。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的太阳能电池银浆，其特征在于：所述银粉为微米球型银粉和/或纳米银粉；作为优选，银粉为微米球型银粉和纳米银粉的混合物；更优选的是，银粉为重量百分比为70-99％的微米球型银粉与1-30％的纳米银粉的混合物。
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