CN114023488A - 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极 - Google Patents

一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极 Download PDF

Info

Publication number
CN114023488A
CN114023488A CN202111283955.9A CN202111283955A CN114023488A CN 114023488 A CN114023488 A CN 114023488A CN 202111283955 A CN202111283955 A CN 202111283955A CN 114023488 A CN114023488 A CN 114023488A
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
alloy
temperature
temperature conductive
conductive paste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111283955.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘希学
贺会军
朱捷
王志刚
林卓贤
安宁
贺宝
张富文
张江松
赵朝辉
尹东凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youyanna Micro New Materials Beijing Co ltd
Original Assignee
BEIJING COMPO ADVANCED TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING COMPO ADVANCED TECHNOLOGY CO LTD filed Critical BEIJING COMPO ADVANCED TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202111283955.9A priority Critical patent/CN114023488A/zh
Publication of CN114023488A publication Critical patent/CN114023488A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种低温导电浆料，按质量百分比计，包括70‑92％的Sn‑Bi系合金粉末、5‑20％的助焊剂和余量的粘接剂。本发明的低温导电浆料在保证具有较低接触电阻和较高焊接拉力的前体下，生产成本大幅度降低，远远低于传统低温银浆的生产成本，有利于大规模推广使用。本发明采用的Sn‑Bi系合金粉末为球形粉末，能够确保所述低温导电浆料具有良好的印刷性能，有效解决了传统低温银浆印刷性差的问题。本发明的低温导电浆料经固化和冷凝之后会形成基本上完整的、一体的、连续的金属层，因此导电性能比传统低温银浆大幅提升。本发明还提供一种包括由上述低温导电浆料制备的电极的电池结构。

Description

一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极。
背景技术
全球范围内，新一轮能源变革正在愈演愈烈，从化石能源转向非化石清洁能源，从高碳能源转向低碳能源正成为这一变革的主旋律。未来光伏发电有望成为大力发展的清洁能源。光伏电池技术中，异质结电池(Hereto-junction with Intrinsic Thin layer，简称HJT)技术作为目前转换效率最高的商业化晶硅电池，有望成为未来几年主流电池技术。异质结电池具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好等优点。
传统晶硅电池通常采用高温银浆，导电性能较好。而异质结电池采用低温工艺，须使用低温导电银浆。由于低温导电银浆的导电性比高温导电银浆差，印刷性能也差，因此使得低温导电银浆中的银粉比重比高温导电银浆中的银粉比重更大，使得导电浆料成本更高，约占据整个异质结电池成本的30～40％左右；同时低温银浆的生产工艺难度高，且需要冷链运输，价格较常规银浆要高10-20％，因此，HJT导电浆料技术的突破对电池的产业化至关重要。
目前国内外使用的低温导电银浆存在以下问题：1)低温导电银浆的生产成本高；2)低温银浆的导电性能较常规银浆差，接触电阻高；3)银浆固化后焊接拉力偏低(拉力1-2N/mm左右)、可焊性差；4)低温银浆中的银粉一般为微米级的非球型和纳米粉末的混合物，浆料印刷滚动性差，导致印刷性能较差。
近几年，国内外关于质结太阳能电池用低温导电浆料技术取得了突破，专利CN112562885A公开了一种太阳能异质结电池用高焊接拉力主栅低温银浆及其制备方法，为解决低温银浆固化后焊接拉力偏低、可焊性较差、体积电阻率相对较高或印刷性较差，在一定条件下的老化拉力几乎为零的相关技术缺陷提供了解决思路；专利CN109801735A公开了一种异质结电池低温银浆及制备方法，利用不同形状、规格的银粉进行匹配，目的在于兼顾降低接触电阻、焊接拉力的综合性能。虽然以上现有技术在一定程度上提高了低温银浆的综合性能，然而低温银浆中银粉占比非常高，使得低温银浆的生产成本很高，不利于大规模推广使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种异质结太阳能电池用低温导电浆料，该低温导电浆料在保证具有较低接触电阻和较高焊接拉力的前体下，生产成本大幅度降低，远远低于传统低温银浆的生产成本，有利于大规模推广使用。
本发明的另一目的是提供一种电极。
为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案。
一种低温导电浆料，按质量百分比计，包括70-92％的Sn-Bi系合金粉末、5-20％的助焊剂和余量的粘接剂。
优选地，Sn-Bi系合金粉末的含量可为80-92％，优选85-92％。
优选地，所述助焊剂的含量可为9-17％，优选10-15％。
优选地，按质量百分比计，所述Sn-Bi系合金包括20％-80％的Bi元素和余量的Sn元素。Bi元素的含量优选为30％-65％，更优选为35％-60％。
为了避免浆料凝固过程中因膨胀导致的硅片胀裂问题和避免浆料与TCO膜之间无法紧密结合的问题，需要确保Sn、Bi元素的含量在上述范围内。
优选地，所述Sn-Bi系合金除包括Sn和Bi元素之外还可包括第三组元。所述第三组元可为Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合。其中将所述第三组元添加至Sn-Bi合金中，能够提升低温导电浆料固化后与透明导电氧化物(TCO)膜及硅基材之间的结合强度，从而提升了固化后的焊接拉力。
按质量百分比计，Ag元素的含量可为0.01-10.0％，优选为0.1-7.0％。
按质量百分比计，Ti元素的含量可为0.01-5.0％，优选为0.01-2.0％。
按质量百分比计，In元素的含量可为0.01-5.0％，优选为0.2-4.0％。
按质量百分比计，Si元素的含量可为0.01-5.0％，优选为0.02-2.0％。
按质量百分比计，Re元素的含量可为0.01-3.0％，优选为0.01-1.0％。
按质量百分比计，Ni元素的含量可为0.001-1.0％，优选为0.001-0.5％。
按质量百分比计，Co元素的含量可为0.01-1.0％，优选为0.01-0.5％。
按质量百分比计，Cu元素的含量可为0.01-2.0％，优选为0.01-1.0％。
按质量百分比计，Sb元素的含量可为0.01-2.0％，优选为0.01-1.0％。
更优选地，所述Sn-Bi系合金可为Sn-Bi-Ag系合金、Sn-Bi-Ti系合金、Sn-Bi-In系合金、Sn-Bi-Si系合金或Sn-Bi-Co系合金。更优选地，所述Sn-Bi系合金为Sn-Bi-Ag系合金、Sn-Bi-Ti系合金、Sn-Bi-In系合金或Sn-Bi-Si系合金。
特别优选地，所述Sn-Bi-Ag系合金，除包括三元主元素之外，还包括Cu、Ni、Sb、In、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；所述Sn-Bi-Ti系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Si和Re元素中的一种或多种的组合；所述Sn-Bi-In系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；所述Sn-Bi-Si系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；所述Sn-Bi-Co系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合。
尤其优选地，所述Sn-Bi系合金为Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Bi-Ti合金、Sn-Bi-In合金、Sn-Bi-Si合金、Sn-Bi-Co合金、Sn-Bi-Ag-Sb合金、Sn-Bi-Ti-Re合金、Sn-Bi-In-Ni合金、Sn-Bi-Si-In合金、Sn-Bi-Ag-Re合金、Sn-Bi-Ti-Si合金、Sn-Bi-In-Ag合金或Sn-Bi-Si-Ti-Ni合金。进一步优选地，所述Sn-Bi系合金为Sn-Bi-Co合金、Sn-Bi-Ag-Sb合金、Sn-Bi-Ti-Re合金、Sn-Bi-In-Ni合金、Sn-Bi-Si-In合金、Sn-Bi-Ag-Re合金、Sn-Bi-Ti-Si合金、Sn-Bi-In-Ag合金或Sn-Bi-Si-Ti-Ni合金。
优选地，所述Sn-Bi系合金粉末为球形粉末。球形粉末能够确保所述低温导电浆料具有良好的印刷性能，有效解决了传统低温银浆印刷性差的问题。
优选地，所述Sn-Bi系合金球形粉末的粒度为1nm-38μm，优选为1nm-25μm，更优选为100nm-25μm，特别优选为500nm-25μm。
优选地，所述助焊剂可为适合固化温度低于200℃使用要求的低温助焊剂。例如，所述助焊剂可为环氧树脂基助焊剂或松香基助焊剂，优选为环氧树脂基助焊剂。
优选地，所述粘接剂可为热固性树脂，例如环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂或聚胺酯等；或热塑性树脂，例如聚乙烯醇缩醛或过氯乙烯树脂等。
本发明还提供一种电极，包括TCO膜和固化后的上述低温导电浆料，其中所述TCO膜具有金字塔状构造或矩形槽构造。
本发明还提供一种电池结构，包括所述电极。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的低温导电浆料在保证具有较低接触电阻和较高焊接拉力的前体下，生产成本大幅度降低，远远低于传统低温银浆的生产成本，有利于大规模推广使用。
本发明的低温导电浆料采用了Sn-Bi系合金粉末，使得焊接拉力和结合强度得到明显提升。其中Sn、Bi元素含量的比例对于提高焊接拉力和结合强度极其关键，原因在于，Bi元素具有“热缩冷涨”特性，需要合理控制Sn、Bi元素含量的比例，才能防止浆料在凝固过程中因膨胀过度导致硅片胀裂以及因膨胀度不够导致浆料与TCO膜之间无法紧密结合。利用Sn-Bi系合金粉末来提高焊接拉力和结合强度的具体原理如下。Bi元素在熔化时的体积变化率为-3.87％，Sn元素在熔化时的体积变化率为2.4％，在熔化后的冷凝过程中，利用Sn-Bi系合金中Bi元素的“热缩冷涨”特性，低温导电浆料将充分填充在倒金字塔状区域内，实现了固化后在倒金字塔状区域内浆料与镀有TCO膜的硅基绒面的紧密结合，从而大幅提高了浆料固化后的焊接拉力和结合强度。当硅基绒面采用矩形槽硅面构造时，浆料固化后HJT电池具有更优的焊接强度。
另外，本发明的低温导电浆料的导电性能比传统低温银浆大幅提升，且接触电阻大幅降低，具体原因如下。将本发明的低温导电浆料印刷至镀有TCO膜的金字塔状绒面处后，低温导电浆料在一定温度下发生固化。本发明的低温导电浆料的固化与传统低温银浆的固化不同。本发明中的固化实际上是如下过程：低温导电浆料中的合金粉末发生熔化并融合，并且在熔化过程中，有机成分已被充分挥发，几乎没有残留(粘接剂总量少，残留部分对整体导电性能影响不大)。本发明的低温导电浆料经固化和冷凝之后会形成基本上完整的、一体的、连续的金属层，因此导电性能比传统低温银浆大幅提升。而传统低温银浆的固化是指在一定温度下使低温银浆中的有机成分固化，但是低温银浆中的银粉颗粒仍分散于有机介质当中。传统低温银浆经固化和冷凝之后无法形成完整的、一体的、连续的金属层，因此导电性能较差。
此外，本发明采用的Sn-Bi系合金粉末为球形粉末，能够确保所述低温导电浆料具有良好的印刷性能，有效解决了传统低温银浆印刷性差的问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明实施例2的低温导电浆料在镀有TCO膜的金字塔状硅基绒面上固化后的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施例对本发明所述的技术方案做进一步说明，但本发明不仅限于此。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。除非另有说明，实施例中使用的原料和试剂均为市售商品。本文未记载的试剂、仪器或操作步骤均是本领域普通技术人员可常规确定的内容。
实施例1
向制备好的Sn-Bi-Ag-Sb合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择5μm-15μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为11.5％，合金粉末的质量百分比为85％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的金字塔状硅基绒面上层，加热固化，固化温度170℃，固化时间4min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Ag-Sb合金中各元素的重量百分含量为：Bi 49％，Sb 0.9％，Ag3.5％，其余为Sn。
实施例2
向制备好的Sn-Bi-Ti-Re合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择1nm-100nm，助焊剂为环氧树脂基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为10.5％，合金粉末的质量百分比为90％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的金字塔状硅基绒面上层，加热固化，固化温度175℃，固化时间4min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Ti-Re合金中各元素的重量百分含量为：Bi 65％，Ti 2.0％，Re 0.01％，其余为Sn。
实施例3
向制备好的Sn-Bi-In-Ni合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择100nm-500nm，助焊剂为环氧树脂基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为10.5％，合金粉末的质量百分比为86％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的金字塔状硅基绒面上层，加热固化，固化温度175℃，固化时间4min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-In-Ni合金中各元素的重量百分含量为：Bi 30％，In4.0％，Ni 0.5％，其余为Sn。
实施例4
向制备好的Sn-Bi-Si-In合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择500nm-1μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为11.8％，合金粉末的质量百分比为87％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的金字塔状硅基绒面上层，加热固化，固化温度180℃，固化时间4.5min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Si-In合金中各元素的重量百分含量为：Bi 60％，Si 2.0％，In2.01％，其余为Sn。
实施例5
向制备好的Sn-Bi-Ag-Re合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择2μm-8μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为11.8％，合金粉末的质量百分比为88％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度165℃，固化时间4.3min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Ag-Re合金中各元素的重量百分含量为：Bi 35％，Ag 7.0％，Re1.0％，其余为Sn。
实施例6
向制备好的Sn-Bi-Ti-Si合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择1μm-5μm，助焊剂为环氧树脂基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为13.8％，合金粉末的质量百分比为89％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度175℃，固化时间4.3min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Ti-Si合金中各元素的重量百分含量为：Bi 43％，Ti 1.0％，Si 1.0％，其余为Sn。
实施例7
向制备好的Sn-Bi-In-Ag合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择2μm-8μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为11.8％，合金粉末的质量百分比为90％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度165℃，固化时间4.3min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-In-Ag合金中各元素的重量百分含量为：Bi 40％，In 0.2％，Ag0.1％，其余为Sn。
实施例8
向制备好的Sn-Bi-Si-Ti-Ni合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择10μm-25μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为11.8％，合金粉末的质量百分比为90％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度185℃，固化时间4.3min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Si-Ti-Ni合金中各元素的重量百分含量为：Bi 55％，Si0.02％，Ti 0.01％，Ni 0.001％，其余为Sn。
实施例9
向制备好的Sn-Bi-Co合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择1μm-5μm，助焊剂为环氧树脂基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中助焊剂的质量百分比为14.8％，合金粉末的质量百分比为90％，余量为粘接剂。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度175℃，固化时间4min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi-Co合金中各元素的重量百分含量为：Bi 53％，Co 0.01％，其余为Sn。
对比例1
将低温环氧树脂基导电银浆(购自贺利氏贵金属技术(中国)有限公司)，银浆中的银粉选用1-3μm的片状银粉，通过丝网印刷至通孔电极阵，加热至140℃固化，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。
对比例2
向制备好的Sn-Bi合金粉末中添加助焊剂和粘接剂，搅拌后得到低温导电浆料，其中合金粉末粒度选择10μm-25μm，助焊剂为松香基助焊剂，粘接剂为环氧树脂，低温导电浆料中金属粉末的质量百分比为65％，助焊剂的质量百分比为4.5％。将制备好的低温导电浆料通过丝网印刷至镀有TCO膜的矩形槽状硅基绒面上层，加热固化，固化温度185℃，固化时间4.3min，形成通孔电极，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。该Sn-Bi各元素的重量百分含量为：Bi 58％，其余为Sn。
测试实验
1、固化后体积电阻率：印刷固定图案(长25cm、宽1mm蛇形图案)，固化后测电阻值，按照公式R＝ρ·L/S换算出体积电阻率。
2、固化后焊接拉力：印刷固定图案(长20cm，宽0.8mm矩形图案)，固化后200℃下焊接测试焊接拉力。
3、老化后附着力：固化后200℃下焊接，焊接后放入老化箱中，湿度75％，温度180℃，1个小时后取出测试焊接拉力。
4、实施例及对比例的导电浆料的电阻率、焊接拉力及老化附着力测试结果见下表1。
表1导电浆料的电阻率、焊接拉力及老化附着力结果比较
Figure BDA0003332143790000091
通过比较实施例1-9和对比例1可以看出，本发明的低温导电浆料相比对比例1的导电银浆具有更低的接触电阻和更高的焊接拉力，并且老化后的附着力也得到显著提升。
需要说明的是，本发明书中所述的一种用于新型异质结太阳能电池用低温导电浆料及电池结构，所描述的具体实施例，其各工艺流程名称等可以不同，凡依据本发明构思说述的工艺、所选材料类别、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方法替代，只要不偏离本发明的设计思路或者不超越本发明权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温导电浆料，其特征在于，按质量百分比计，包括70-92％的Sn-Bi系合金粉末、5-20％的助焊剂和余量的粘接剂。
2.根据权利要求1所述的低温导电浆料，其特征在于，按质量百分比计，所述Sn-Bi系合金包括20％-80％的Bi元素和余量的Sn元素。
3.根据权利要求1或2所述的低温导电浆料，其特征在于，所述Sn-Bi系合金除包括Sn和Bi元素之外还包括第三组元，所述第三组元为Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求3所述的低温导电浆料，其特征在于，按质量百分比计，Ag元素的含量为0.01-10.0％；Ti元素的含量为0.01-5.0％；In元素的含量为0.01-5.0％；Si元素的含量为0.01-5.0％；Re元素的含量为0.01-3.0％；Ni元素的含量为0.001-1.0％；Co元素的含量为0.01-1.0％；Cu元素的含量为0.01-2.0％；Sb元素的含量为0.01-2.0％。
5.根据权利要求1或2所述的低温导电浆料，其特征在于，所述Sn-Bi系合金为Sn-Bi-Ag系合金、Sn-Bi-Ti系合金、Sn-Bi-In系合金、Sn-Bi-Si系合金或Sn-Bi-Co系合金。
6.根据权利要求5所述的低温导电浆料，其特征在于，
所述Sn-Bi-Ag系合金，除包括三元主元素之外，还包括Cu、Ni、Sb、In、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；
所述Sn-Bi-Ti系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Si和Re元素中的一种或多种的组合；
所述Sn-Bi-In系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、Co、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；
所述Sn-Bi-Si系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Co、Ti和Re元素中的一种或多种的组合；
所述Sn-Bi-Co系合金，除包括三元主元素之外，还包括Ag、Cu、Ni、Sb、In、Si、Ti和Re元素中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1或2所述的低温导电浆料，其特征在于，所述Sn-Bi系合金粉末为球形粉末。
8.根据权利要求7所述的低温导电浆料，其特征在于，所述球形粉末的粒度为1nm-38μm。
9.一种电极，其特征在于，包括TCO膜和固化后的权利要求1-7中任一项所述的低温导电浆料，其中所述TCO膜具有金字塔状构造或矩形槽构造。
10.一种电池结构，其特征在于，包括权利要求9所述的电极。
CN202111283955.9A 2021-11-01 2021-11-01 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极 Pending CN114023488A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111283955.9A CN114023488A (zh) 2021-11-01 2021-11-01 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111283955.9A CN114023488A (zh) 2021-11-01 2021-11-01 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114023488A true CN114023488A (zh) 2022-02-08

Family

ID=80059315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111283955.9A Pending CN114023488A (zh) 2021-11-01 2021-11-01 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114023488A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006199937A (ja) * 2004-12-15 2006-08-03 Tamura Kaken Co Ltd 導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール
JP2014011232A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Hitachi Chemical Co Ltd 太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール
WO2015050252A1 (ja) * 2013-10-04 2015-04-09 スリーボンドファインケミカル株式会社 導電性ペースト
CN104910844A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 日立化成株式会社 导电性粘接剂组合物、连接体、太阳能电池模块及其制造方法
US20160340519A1 (en) * 2015-05-22 2016-11-24 Chuan Hsi Research Co., Ltd. Conductive paste composition, conductive structure and method of producing the same
CN106505110A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 南昌大学 Sn‑Bi基钎料用于制作晶硅异质结太阳电池电极
CN107658042A (zh) * 2017-08-16 2018-02-02 北京康普锡威科技有限公司 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料
CN110459621A (zh) * 2019-07-26 2019-11-15 南昌大学 一种取代低温银浆制备太阳电池电极栅线的焊膏及其制备方法
CN110853794A (zh) * 2019-10-30 2020-02-28 上海润势科技有限公司 一种导电浆料

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006199937A (ja) * 2004-12-15 2006-08-03 Tamura Kaken Co Ltd 導電性接着剤、これを用いた導電部及び電子部品モジュール
JP2014011232A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Hitachi Chemical Co Ltd 太陽電池素子、太陽電池素子の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール
WO2015050252A1 (ja) * 2013-10-04 2015-04-09 スリーボンドファインケミカル株式会社 導電性ペースト
CN104910844A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 日立化成株式会社 导电性粘接剂组合物、连接体、太阳能电池模块及其制造方法
US20160340519A1 (en) * 2015-05-22 2016-11-24 Chuan Hsi Research Co., Ltd. Conductive paste composition, conductive structure and method of producing the same
CN106505110A (zh) * 2016-10-14 2017-03-15 南昌大学 Sn‑Bi基钎料用于制作晶硅异质结太阳电池电极
CN107658042A (zh) * 2017-08-16 2018-02-02 北京康普锡威科技有限公司 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料
CN110459621A (zh) * 2019-07-26 2019-11-15 南昌大学 一种取代低温银浆制备太阳电池电极栅线的焊膏及其制备方法
CN110853794A (zh) * 2019-10-30 2020-02-28 上海润势科技有限公司 一种导电浆料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9349882B2 (en) Silicon solar cell module using conductive npaste as electrode and method for manufacturing same
US9508877B2 (en) Method for manufacturing a front electrode of a semiconductor device
EP0848431A2 (en) Electrode structure, process for production thereof and photoelectricity generating device including the electrode
CN112041994B (zh) 晶硅太阳能电池正面导电浆料及其制备方法和太阳能电池
CN102655030A (zh) 导电组合物、含其的硅太阳能电池、及其制造方法
JP6888020B2 (ja) 導電性組成物および前記組成物の用途
CN110364286B (zh) 一种单晶双面perc电池背面电极银浆及其制备方法
CN102779566B (zh) 晶体硅太阳能电池正面用无铅导电银浆
CN103545017B (zh) 一种太阳能电池正面电极用导电浆料及其制备方法
CN109390076B (zh) 全铝背场晶体硅太阳能电池用耐老化低温固化型背面银浆
CN106531282B (zh) 光伏太阳能电池导电银浆
CN109659068B (zh) 全铝背场晶体硅太阳能电池用低温固化型背面银浆
CN105637046B (zh) 包含纳米级化学熔料的导电糊料或导电油墨
CN113571591A (zh) 一种异质结光伏电池栅线电极制作方法
CN107658042B (zh) 一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料
US9530925B2 (en) Conductive composition and method for making conductive features on thin film PV cells
CN114023488A (zh) 一种异质结太阳能电池用低温导电浆料及电极
CN108428492B (zh) 太阳能电池正面电极浆料
CN214123893U (zh) 一种金属合金串联联接的叠瓦光伏组件电池串
CN106505110A (zh) Sn‑Bi基钎料用于制作晶硅异质结太阳电池电极
CN112585765B (zh) 用于半导体元件的导电浆料及其制备方法和perc太阳能电池
CN109215836B (zh) 一种耐热老化晶硅太阳能电池用背面银浆及其制备方法
TW200947717A (en) An electroconductive paste for solar cell
CN103943167B (zh) 一种Ag(V,Nb)/稀土晶体硅太阳电池合金浆料及其制备方法
CN114346348B (zh) 一种光伏电池片及回流焊接工艺制备光伏电池片栅极的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230803

Address after: 101407 Building 1, No.3 Yanqi Road, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing

Applicant after: Youyanna Micro New Materials (Beijing) Co.,Ltd.

Address before: 101407 6 Park Avenue, Yan Qi Economic Development Zone, Huairou, Beijing

Applicant before: BEIJING COMPO ADVANCED TECHNOLOGY Co.,Ltd.