CN114180844B - 一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 - Google Patents
一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114180844B CN114180844B CN202111635541.8A CN202111635541A CN114180844B CN 114180844 B CN114180844 B CN 114180844B CN 202111635541 A CN202111635541 A CN 202111635541A CN 114180844 B CN114180844 B CN 114180844B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- goc
- conductive paste
- solar cell
- glass
- tellurium
- 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.)
- Active
Links
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract description 45
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 10
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 9
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical class CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 claims description 6
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 claims description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JCTXKRPTIMZBJT-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)CO JCTXKRPTIMZBJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hexoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCCCOCCOCCO GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Chemical class C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Chemical class O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000005011 phenolic resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920001225 polyester resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004645 polyester resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920005749 polyurethane resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 claims description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Chemical class OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical class [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M hexadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000004584 polyacrylic acid Chemical class 0.000 claims 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 37
- 238000009472 formulation Methods 0.000 abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011218 binary composite Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- 101100184147 Caenorhabditis elegans mix-1 gene Proteins 0.000 description 7
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000007603 infrared drying Methods 0.000 description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N Dimethyl adipate Chemical compound COC(=O)CCCCC(=O)OC UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100184148 Xenopus laevis mix-a gene Proteins 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000010902 jet-milling Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000002942 palmitic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/22—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions containing two or more distinct frits having different compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
- C03C8/10—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing lead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
- C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
- C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
- C03C3/074—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron containing zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
- C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
-
- 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
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- 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
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂‑碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料，属于太阳能电池技术领域。本发明在玻璃‑氧化物复合体系的配方设计中采取了一种“功能模块化”的策略，将具有高度迁移及反应活性的碱金属离子与具有高度流动性的的玻璃体分离，构建了一种二元复合体系，即为含锂Li‑GOC(高活性)和含碲硅Si‑Te‑GOC(高流动性)；通过这种模块化的配方策略，活性成分可以被更好控制，从而得到更为平衡的接触和开路电压，从而获得电池转化效率的提升。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料。
背景技术
太阳能电池是利用光电效应将光能转换为电能的装置。太阳能是备受关注的绿色能源，因为它可持续且仅产生无污染副产物。因此，现在大量工业界和学术界研究致力于开发具有增强效率的太阳能电池，并且不断降低材料和制造成本。
当光射中太阳能电池时，部分入射光被表面反射，其余的光被透射到太阳能电池中。透射的光/光子被太阳能电池吸收，太阳能电池通常由半导体材料制成，例如硅。被吸收的光子能量从半导体材料的原子激发出电子，产生电子-空穴对。然后，这些电子-空穴对被P-n结分开，并由施加在太阳能电池表面上的金属化电极收集。
典型的金属化浆料包含金属颗粒、玻璃粉和有机介质。在烧制时，组合物中的玻璃颗粒蚀刻穿过防反射涂层，有助于形成金属和n+型硅之间的接触。另一方面，玻璃一定不能太活跃而导致烧制之后P-n结受损。因此，浆料设计目标是减低接触电阻(低Rhoc)，同时保持p-n结完整(低Jmet，高Voc)，从而提高电池转化效率。
导电浆料在硅片上的接触机理揭示了：在银电极-界面玻璃层-硅表面，碱金属离子和其他金属离子再高温烧结过程中，在接触区域的迁移会形成复合中心，影响太阳能电池p/n结的少子寿命，进而影响电池的开路电压；而且，这些高活性离子也会影响接触区域的钝化层的，甚至迁移到金属化临近的区域。在近年流行起来的PERC-SE工艺中，激光的使用是的金属化区域对金属化浆料带来的影响更加的敏感，因此控制金属化浆料的反应活性，平衡优异金属化接触和更少的减少活性金属离子迁移的负面影响，是金属化浆料中玻璃及氧化物复合体系配方设计面临的挑战。
发明内容
为了解决上述问题，本发明在玻璃-氧化物复合体系(GOC，Glass-Oxide-Complex)的配方设计中采取了一种“功能模块化”的策略，将具有高度迁移及反应活性的碱金属离子与具有高度流动性的的玻璃体分离，构建了一种二元复合体系，即为含锂Li-GOC(高活性)和含碲硅Si-Te-GOC(高流动性)；通过这种模块化的配方策略，活性成分可以被更好控制，从而得到更为平衡的接触和开路电压，从而获得电池转化效率的提升。
本发明中的二元复合配方，使得浆料整体配方可以根据客户硅片的扩散方阻，印刷图形，和烧结条件调整。为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系，由含锂玻璃-氧化物复合物(Li-GOC)与含碲硅玻璃-氧化物复合物(Si-Te-GOC)混合而成；其中，锂玻璃-氧化物复合物是通过将Li2O、Bi2O3、PbO、金属氧化物M1混合熔融形成玻璃和氧化物熔块，然后淬冷、研磨即得；碲硅玻璃-氧化物复合物是通过将SiO2、TeO2、金属氧化物M2混合熔融形成玻璃和氧化物熔块，然后淬冷得、研磨即得；
金属氧化物M1为Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、P、B、Ti、Sb、Ge中的至少一种氧化物；金属氧化物M2为Zn、P、B、Ag、Al、Ti、W、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、Ta、 Th、Ge、Mo、La、Sb、Bi、Ce中的至少一种氧化物。
在本发明的一种实施方式中，锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系由彼此分离的两种GOC 组成：Li-GOC和Si-Te-GOC；Li-GOC在锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系中的质量百分占比为0.1％-50％，Si-Te-GOC在锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系中的质量百分占比为 20％-90％。
在本发明的一种实施方式中，锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系中，Li-GOC与Si-Te-GOC 的质量比为1：(1-9)；进一步优选1：(1-2)。
在本发明的一种实施方式中，Li-GOC的配方式为：
[Li2O]x-[Bi2O3-PbO]y-[M1]Z-On，
其中，x、y、z分别为Li-GOC中相应氧化物的质量分数；x+y+z＝100％，2％<x<50％，5％<y<85％，1％<z<10％；其中n的数值用于平衡整个配方的正负电荷。
在本发明的一种实施方式中，Si-Te-GOC中含碲和硅的玻璃或结晶氧化物，其配方式为：
[TeO2]a-[SiO2]b-[M2]c-Om，
其中，a、b、c分别为Si-Te-GOC中相应氧化物的质量分数；a+b+c＝100％，10％<a<90％， 10％<b<90％，1％<c<10％；其中m的数值用于平衡整个配方的正负电荷。
在本发明的一种实施方式中，Li-GOC中不含碲和硅；Si-Te-GOC中不含锂。
在本发明的一种实施方式中，按照Li-GOC的质量百分数计，Li-GOC的配方由如下组成： 15％-20％Li2O、25％-65％PbO、10％-20％Bi2O3、0-6％ZnO、0.5％-3％B2O3。
在本发明的一种实施方式中，按照Si-Te-GOC的质量百分数计，Si-Te-GOC的配方由如下组成：10％-20％SiO2、70％-80％TeO2、2％-10％Bi2O3、0.5-1.0％B2O3、0.5％-2％Na2O。
在本发明的一种实施方式中，所述太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系的制备过程：
第一步：锂-碲硅二元玻璃及氧化物复合体系GOC的制作：分别制备Li-GOC、Si-Te-GOC
第二步：Li-GOC、Si-Te-GOC二元GOC进行混合。
在本发明的一种实施方式中，GOC制作方法包括常用的玻璃体熔融和骤冷，或其它无机固相合成或非高温湿法化学方法制备：
在典型的熔融和骤冷方法中，先将适量的原料(通常为粉末形式)混合，然后将混合物在 500～1300℃温度下融化成玻璃液，并使得该玻璃液形成均匀的熔体；将该熔体骤冷(在水中或者通过冷却辊)，然后通过球磨或者气流磨磨碎并筛分，将该粗粉末例如在球磨机或气流磨中进行二次研磨，直至产生细粉；可将玻璃粉研磨至约0.01–10μm，优选约0.1-5μm的平均粒度(d50)；
或者，无机固相合成通常将充分混合的氧化物原材料放置于坩埚或者石英管中，在真空，氮气保护或者空气中于适当高温下，经过5～24小时的固相合成反应，生成预期的结晶状态的复合氧化物粉末。该复合氧化物粉末可被研磨至约0.01–10μm，优选约0.1-5μm的平均粒度(d50)；
或者，玻璃粉及复合氧化物GOC亦可通过湿法化学法制备，包括但不限于溶胶-凝胶方法、沉淀、水热/溶剂热方法和热解方法制得预期粒度的粉体。
在本发明的一种实施方式中，二元GOC的预混合：
为了确保锂-碲硅二元玻璃及氧化物复合体系GOC可以以均匀的方式分布在浆料之中，并均匀的和硅片表面发生反应，充分的预混合是必须的。在本发明实施过程中，可以根据客户硅片的需求，选取适当比例的含锂Li-GOC(高活性)和含碲硅Si-Te-GOC(高流动性)，放置于球磨机中，进行充分的预混合。不仅达到彼此均匀的分布，而且也使得粒径同步降低到预期的粒径分布。
本发明的第二个目的是提供一种含有锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系的太阳能电池导电浆料，该导电浆料由导电金属组分、上述锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系、有机载体组成。
在本发明的一种实施方式中，导电金属组分包括银、金、铂，钯，铜、镍及其组合。
在本发明的一种实施方式中，导电金属组分重量占整体导电浆料的80％～99％。
在本发明的一种实施方式中，锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系重量占整体导电浆料的 0.2％～5％。
在本发明的一种实施方式中，有机载体重量占整体导电浆料的2％～10％。
在本发明的一种实施方式中，有机载体包含有机溶剂以及包含粘合剂、表面活性剂和触变剂中的一种或其任意组合。
在本发明的一种实施方式中，有机溶剂选自卡必醇、萜品醇、己基卡必醇、2,2,4-三甲基 -1,3-戊二醇单异丁酸酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二酸二甲酯二醇醚、及其任意组合。
在本发明的一种实施方式中，粘合剂选自乙基纤维素、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂、聚氨酯树脂、松香衍生物、及其任意组合。
在本发明的一种实施方式中，表面活性剂选自聚氧化乙烯、聚乙二醇、苯并三唑、聚(乙二醇)乙酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸盐、棕榈酸盐、及其任意组合。
在本发明的一种实施方式中，太阳能电池导电浆料的制备步骤包括：
步骤1：配制有机载体；
步骤2：选取按照特定比例预混合的锂-碲硅二元玻璃及氧化物复合体系GOC
步骤3：将原料按照上述比例使用搅拌器和三滚研磨机碾磨成外观细腻均匀无大颗粒的太阳能电池导电浆料。
本发明第三个目的是提供一种表面含有上述太阳能电池金属化浆料的太阳能电池。
在本发明的一种实施方式中，将上述太阳能电池金属化银浆、铝浆分别通过丝网印刷而以预定图形印刷于硅片正面和背面，干燥；然后将该印刷后的硅片置于400～900℃环境下进行烧结；烧结结束后冷却至室温，制备得到太阳能电池。
在本发明的一种实施方式中，烧结的时间为30～50s。
有益效果：
本发明玻璃-氧化物复合体系的配方设计中采取了一种“功能模块化”的策略。本发明将具有高度迁移及反应活性的碱金属离子与具有高度流动性的的玻璃体分离，构建了一种二元复合体系，即为含锂Li-GOC(高活性)和含碲硅Si-Te-GOC(高流动性)，使得两种成分独立的完成其功能，而不会相互影响。
目前绝大多数的浆料配方均通过玻璃配方自身的调整优化，来达到金属化接触和金属离子迁移的平衡。然而，由于玻璃配方需要整体调整，或者使用若干玻璃配方的组合，导电浆料的反应性和热性能及配方改进的灵活性非常之低。而本发明由于含锂Li-GOC和含碲硅 Si-Te-GOC的分离，在导电浆料配方设计中，可以按照时间运用的需要进行自由调整二者比例，而不需要在同一个玻璃配方中，去找到反应活性和流动性的平衡点，这种设计使得配方调整效率极大提升。本发明所优化的整体浆料配方，可以在不同的硅片上达到最佳的光电转化效率。
附图说明
图1为太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
制备玻璃氧化物复合体系(COC)：
在下表1所述组分制备不同的Li-GOC1和Si-Te-GOC1，还制备了没有分离的单一组分Mix1作为对照。试样通过将各个氧化物组分以表1中指定的量混合而以200g批料制备。将氧化物混合物装入0.5L容积的铂金坩埚中，然后将坩埚放入1300℃的玻璃熔炉中30分钟得到玻璃和氧化物熔块；将熔块取出并倒入对辊冷却机淬冷得到玻璃渣，将玻璃渣在1L行星式球磨机中研磨以后，通过325目筛分别得到Li-GOC1粉体、Si-Te-GOC1粉体和Mix1粉体。
表1 Li-GOC1和Si-Te-GOC1和Mix1配方
制备导电浆料：
以下实施例和对照实施例中所用的组分清单如下：
(1)导电性粉体：球形银粉(AG-4-8，Dowa HighTech Co.，Ltd.)，具有2μm的平均颗粒直径(D50)；
(2)玻璃和氧化物复合体GOC：Mix1，或者Li-GOC1和Si-Te-GOC1二元混合物；
(3)有机载体：
(3a)粘合剂：乙基纤维素(Dow Chemical Co.，Ltd.，STD4)；
(3b)溶剂：松油醇(Nippon Terpine Co.，Ltd.)；
(3c)触变剂：DISPARLON 6500帝斯巴隆(Kusumoto Chemicals，Ltd.)；
将1wt％乙基纤维素和1wt％触变剂在50℃下充分溶解于6wt％的松油醇中，并向其中加入90wt％的Ag粉末和2.5wt％的GOC均匀混合，接着经由三辊混合机混合和分散而获得金属化银浆P0-1，P1～P4。
将每一种金属化银浆80mg和600mg铝浆通过丝网印刷而以预定图形印刷于方阻为110～150Ohm/sq硅片正面和背面，并于红外干燥炉中干燥。硅片在快速烧结炉炉中于900℃下快速烧结并30并冷却至室温，由此制备成太阳能电池。
所得太阳能电池的结构如图1所示。金属化银浆烧结后为正面电极，铝浆烧结后形成背面局部接触；纯硅片的结构包括：正面SiNx-硅片-Al2O3-背面SiNx。
太阳能电池的串联电阻(Rs)、开压(Voc)、填充因子(FF)和转化效率(Eff.，％)采用太阳能电池IV测试仪器(HALM)进行测定。结果如表2-3所示。可以看到使用分离GOC的金属化浆料可以明显提升转化效率。
表2导电浆料配方及电池片电学测试结果
| 150Ohm/sq | P0-1 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| Mix1(wt％) | 2.5 | / | / | / | / |
| Li-GOC1(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1 | 1.25 |
| Si-Te-GOC1(wt％) | / | 2.2 | 1.9 | 1.5 | 1.25 |
| 串联电阻Rs | 1.22 | 1.43 | 1.23 | 1.15 | 1.2 |
| 开压Voc | 688 | 689.2 | 689 | 688.9 | 688.5 |
| 填充因子FF | 81.22 | 79.8 | 81 | 81.5 | 81.4 |
| 效率Eff. | 22.84 | 22.14 | 22.78 | 23.1 | 22.95 |
表3导电浆料配方及电池片的相对电学测试结果
| 150Ohm/sq | P0-1 | P1 | P2 | P3 | P4 |
| Mix1(wt％) | 2.5 | / | / | / | / |
| Li-GOC1(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.25 |
| Si-Te-GOC1(wt％) | / | 2.2 | 1.9 | 1.5 | 1.25 |
| 串联电阻Rs | 100％ | 117％ | 101％ | 94％ | 98％ |
| 开压Voc | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ |
| 填充因子FF | 100％ | 98％ | 100％ | 100％ | 100％ |
| 效率Eff. | 100％ | 96.94％ | 99.74％ | 101.14％ | 100.48％ |
目前的晶硅太阳能电池PERC-SE的光电转化效率约为23％，这是经过十多年，每年0.1～0.2％的绝对效率提升达到的，因此来自于金属化浆料的绝对效率0.1％提升是一个巨大的进步。基于23％的转换效率，0.1％的绝对效率提升即为0.43％相对效率的提升。
在太阳能电池的测试过程中，本发明针对电性能测试(串联电阻，开路电压，填充因子及效率)结果，进行了统计学中的置信度分析(p值分析)，所得到的测试样品和参照样品的具有显著性差异(p<0.05)，从而排除了测试误差带来的差异。
实施例2
制备玻璃氧化物复合体系(COC)：
在下表4所述组分制备不同的Li-GOC2和Si-Te-GOC2，还制备了没有分离的单一组分 Mix2作为对照。试样通过将各个氧化物组分以表三中指定的质量分数混合而以200g批料制备。将氧化物混合物装入0.5L容积的铂金坩埚中，然后将坩埚放入1300℃的玻璃熔炉中30 分钟得到玻璃和氧化物熔块；将熔块取出并倒入对辊冷却机淬冷得到玻璃渣，将玻璃渣在1L 行星式球磨机中研磨以后，通过325目筛分别得到GOC粉体和Mix1粉体。
表4 Li-GOC2和Si-Te-GOC2和Mix2配方
制备导电浆料：
以下实施例和对照实施例中所用的组分清单如下：
(1)导电性粉体：球形银粉，具有2μm的平均颗粒直径(D50)(AG-4-8，DowaHighTech Co.， Ltd.)
(2)玻璃和氧化物复合体GOC:Mix1,Mix2,LiGOC1,LiGOC2和SiTeGOC1,SiTeGOC2
(3)有机载体
(3a)粘合剂：乙基纤维素(Dow Chemical Co.，Ltd.，STD4)
(3b)溶剂：松油醇(Nippon Terpine Co.，Ltd.)
(3c)触变剂：DISPARLON 6500帝斯巴隆(Kusumoto Chemicals，Ltd.)
将1wt％乙基纤维素和1wt％触变剂在50℃下充分溶解于6wt％的松油醇中，并向其中加入90wt％的Ag粉末和3.0wt％的GOC均匀混合，接着经由三辊混合机混合和分散而获得金属化银浆P0-2,P4-P5。
将本例中每一种金属化银浆80mg和600mg铝浆通过丝网印刷而以预定图形印刷于方阻为110Ohm/sq硅片正面和背面，，并于红外干燥炉中干燥。硅片在快速烧结炉炉中于900℃下快速烧结并30并冷却至室温，由此制备成太阳能电池。太阳能电池的串联电阻(Rs)、开压 (Voc)、填充因子(FF)和转化效率(Eff.，％)采用太阳能电池IV测试仪器(HALM)进行测定。结果如表5-6所示。可以看到使用分离GOC的金属化浆料可以明显提升转化效率。
表5导电浆料配方及电池片电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-2 | P5 | P6 | P7 | P8 |
| Mix2(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Li-GOC2(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Si-Te-GOC2(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 1.09 | 1.3 | 1.12 | 1.11 | 1.09 |
| 开压Voc | 683 | 684 | 686.2 | 686 | 685 |
| 填充因子FF | 82.11 | 80.04 | 81.9 | 82.4 | 82.32 |
| 效率Eff. | 22.75 | 22.07 | 22.5 | 22.94 | 22.85 |
表6导电浆料配方及电池片的相对电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-2 | P5 | P6 | P7 | P8 |
| Mix2(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Li-GOC2(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Si-Te-GOC2(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 100％ | 119％ | 103％ | 102％ | 100％ |
| 开压Voc | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ | 100％ |
| 填充因子FF | 100％ | 97％ | 100％ | 100％ | 100％ |
| 效率Eff. | 100％ | 97.01％ | 98.90％ | 100.84％ | 100.44％ |
对比例1
制备玻璃氧化物复合体系(COC)：
在下表7所述组分制备不同的Na-GOC和Si-Te-GOC1，还制备了没有分离的单一组分 Mix3作为对照。试样通过将各个氧化物组分以表三中指定的量混合而以200g批料制备。将氧化物混合物装入0.5L容积的铂金坩埚中，然后将坩埚放入1300℃的玻璃熔炉中30分钟得到玻璃和氧化物熔块；将熔块取出并倒入对辊冷却机淬冷得到玻璃渣，将玻璃渣在1L行星式球磨机中研磨以后，通过325目筛得到GOC粉体和Mix3粉体。
制备导电浆料、电池片：浆料P0-3和P9-P12的配方及制作依据实施例1中的过程实施。
表7 Na-GOC和Si-Te-GOC1和Mix3配方
表8导电浆料配方及电池片电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-3 | P9 | P10 | P11 | P12 |
| Mix3(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Na-GOC(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Si-Te-GOC1(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 1.85 | 3 | 2.9 | 2.5 | 2.2 |
| 开压Voc | 674 | 654 | 660 | 655 | 658 |
| 填充因子FF | 78.3 | 76.2 | 77.2 | 77 | 77.2 |
| 效率Eff. | 21.2 | 19.8 | 20.3 | 20.2 | 20.5 |
表9导电浆料配方及电池片的相对电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-3 | P9 | P10 | P11 | P12 |
| Mix3(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Na-GOC(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Si-Te-GOC1(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 100％ | 162％ | 157％ | 135％ | 119％ |
| 开压Voc | 100％ | 97％ | 98％ | 97％ | 98％ |
| 填充因子FF | 100％ | 97％ | 99％ | 98％ | 99％ |
| 效率Eff. | 100％ | 93.40％ | 95.75％ | 95.28％ | 96.70％ |
从对比例1的结果可见，使用分离的Na-GOC和Si-Te-GOC制作的浆料，无法实现浆料转化效率的提升。
对比例2
制备玻璃氧化物复合体系(COC)：
在下表10所述组分制备不同的Li-GOC2和Bi-Te-GOC，还制备了没有分离的单一组分 Mix4作为对照。试样通过将各个氧化物组分以表三中指定的量混合而以200g批料制备。将氧化物混合物装入0.5L容积的铂金坩埚中，然后将坩埚放入1300℃的玻璃熔炉中30分钟得到玻璃和氧化物熔块；将熔块取出并倒入对辊冷却机淬冷得到玻璃渣，将玻璃渣在1L行星式球磨机中研磨以后，通过325目筛得到GOC粉体和Mix3粉体。
制备导电浆料、电池片：浆料P0-4和P13-P16的配方及制作依据实施例2中的过程实施。
表10 Li-GOC2和Bi-Te-GOC2和Mix4配方
表11导电浆料配方及电池片电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-4 | P13 | P14 | P15 | P16 |
| Mix4(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Li-GOC2(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Bi-Te-GOC(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 1.54 | 3 | 2.7 | 2.1 | 1.85 |
| 开压Voc | 650 | 654 | 652 | 648 | 652 |
| 填充因子FF | 77.8 | 74.1 | 76.5 | 77.2 | 77.8 |
| 效率Eff. | 21.4 | 18.3 | 19.2 | 19.7 | 20.4 |
表12导电浆料配方及电池片的相对电学测试结果
| 110Ohm/sq | P0-4 | P13 | P14 | P15 | P16 |
| Mix4(wt％) | 3.0 | / | / | / | / |
| Li-GOC2(wt％) | / | 0.3 | 0.6 | 1.0 | 1.5 |
| Bi-Te-GOC(wt％) | / | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 1.5 |
| 串联电阻Rs | 100％ | 195％ | 175％ | 136％ | 120％ |
| 开压Voc | 100％ | 101％ | 100％ | 100％ | 100％ |
| 填充因子FF | 100％ | 95％ | 98％ | 99％ | 100％ |
| 效率Eff. | 100％ | 85.51％ | 89.72％ | 92.06％ | 95.33％ |
从对比例2的结果可见，使用分离的Li-GOC和Bi-Te-GOC制作的浆料，没有达到浆料转化效率的提升。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (14)
1.一种太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系，其特征在于，由含锂玻璃-氧化物复合物Li-GOC与含碲硅玻璃-氧化物复合物Si-Te-GOC混合而成；其中，Li-GOC是通过将Li2O、Bi2O3、PbO、ZnO、B2O3混合熔融形成玻璃-氧化物熔块，然后淬冷、研磨即得；Si-Te-GOC是通过将SiO2、TeO2、Bi2O3、B2O3、Na2O混合熔融形成玻璃-氧化物熔块，然后淬冷、研磨即得；
按照Li-GOC的质量百分数计，Li-GOC的配方由如下组成：15%-20%Li2O、25%-65% PbO、10%-20% Bi2O3、0-6%ZnO、0.5%-3% B2O3；
按照Si-Te-GOC的质量百分数计，Si-Te-GOC的配方由如下组成：10%-20% SiO2、70%-80%TeO2、2%-10%Bi2O3、0.5-1.0%B2O3、0.5%-2%Na2O。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系，其特征在于，Li-GOC与Si-Te-GOC的质量比为1：（1-9）。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系，其特征在于，所述太阳能电池导电浆料用锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系的制备过程包括：
（1）分别制备Li-GOC、Si-Te-GOC；
（2）将Li-GOC、Si-Te-GOC这二元GOC进行混合。
4.一种太阳能电池导电浆料，其特征在于，该导电浆料包括：导电金属组分、权利要求1-3任一项所述的锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系、有机载体。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，导电金属组分选自银、金、铂、钯、铜、镍及其组合。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，导电金属组分占整体导电浆料重量的80%~99%。
7.根据权利要求4所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，锂-碲硅二元玻璃-氧化物复合体系占整体导电浆料重量的0.2%~5%。
8.根据权利要求4所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，有机载体占整体导电浆料重量的2%~10%。
9.根据权利要求4所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，有机载体包含有机溶剂，以及包含粘合剂、表面活性剂和触变剂中的一种或其任意组合。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，有机溶剂选自卡必醇、萜品醇、己基卡必醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、及其任意组合。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，粘合剂选自乙基纤维素、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂、聚氨酯树脂、松香衍生物、及其任意组合。
12.根据权利要求9所述的太阳能电池导电浆料，其特征在于，表面活性剂选自聚氧化乙烯、聚乙二醇、苯并三唑、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸、硬脂酸盐、棕榈酸盐、及其任意组合。
13.一种表面含有权利要求4-12任一项所述的太阳能电池导电浆料的太阳能电池。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，将权利要求4-12任一项所述的太阳能电池导电浆料、铝浆分别通过丝网印刷而以预定图形印刷于硅片正面和背面，干燥；然后将该印刷后的硅片置于400～900℃环境下进行烧结；烧结结束后冷却至室温，制备得到太阳能电池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111635541.8A CN114180844B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 |
| US17/585,682 US11802075B2 (en) | 2021-12-29 | 2022-01-27 | Lithium and tellurium-silicate binary glass-oxide-complex system and conductive paste containing such complex system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111635541.8A CN114180844B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114180844A CN114180844A (zh) | 2022-03-15 |
| CN114180844B true CN114180844B (zh) | 2022-09-13 |
Family
ID=80606350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111635541.8A Active CN114180844B (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11802075B2 (zh) |
| CN (1) | CN114180844B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115295201B (zh) * | 2022-09-29 | 2023-01-10 | 江苏日御光伏新材料科技有限公司 | 一种锂-碲硅-铅铋多元玻璃-氧化物复合体系及其导电浆料 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110291595A (zh) * | 2017-02-15 | 2019-09-27 | 巴斯夫欧洲公司 | 玻璃料、导电浆料和导电浆料的用途 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101557536B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2015-10-06 | 제일모직주식회사 | 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극 |
| KR101400133B1 (ko) * | 2013-11-28 | 2014-05-28 | 덕산하이메탈(주) | 은 페이스트 조성물 및 이를 이용하여 제조된 태양전지 |
| TWI532062B (zh) * | 2015-04-27 | 2016-05-01 | Giga Solar Materials Corp | Conductive pulp and a method of manufacturing the same |
| CN110603648B (zh) * | 2018-03-30 | 2022-06-17 | 深圳市首骋新材料科技有限公司 | 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 |
| KR20200062785A (ko) * | 2018-11-27 | 2020-06-04 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지, 그리고 태양 전지 전극용 페이스트 조성물 |
| CN111902881B (zh) * | 2019-05-29 | 2022-03-18 | 常州聚和新材料股份有限公司 | 一种导电性浆料及由其制备的太阳能电池及制造方法 |
| CN110255888B (zh) * | 2019-06-12 | 2022-04-15 | 浙江光达电子科技有限公司 | 用于晶硅太阳能perc电池正面银浆料的玻璃组合物及其制备方法 |
| CN111599506B (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-08 | 常州聚和新材料股份有限公司 | 一种太阳能电池导电浆料、玻璃料及太阳能电池 |
| CN111499208B (zh) * | 2020-04-23 | 2021-08-06 | 常州聚和新材料股份有限公司 | 单晶硅太阳能电池正面银浆用玻璃料及其制备方法与应用 |
| CN111548021A (zh) * | 2020-05-04 | 2020-08-18 | 上海匡宇科技股份有限公司 | 一种混合玻璃粉及用其制备的导电银浆 |
| CN112830682B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-14 | 常州聚和新材料股份有限公司 | 一种太阳能电池导电浆料用玻璃料及其制备方法与应用 |
| CN113443833A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 中南大学 | 用于晶硅perc电池正面银浆料的玻璃组合物及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111635541.8A patent/CN114180844B/zh active Active
-
2022
- 2022-01-27 US US17/585,682 patent/US11802075B2/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110291595A (zh) * | 2017-02-15 | 2019-09-27 | 巴斯夫欧洲公司 | 玻璃料、导电浆料和导电浆料的用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220144688A1 (en) | 2022-05-12 |
| CN114180844A (zh) | 2022-03-15 |
| US11802075B2 (en) | 2023-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9029692B2 (en) | Tellurium inorganic reaction systems for conductive thick film paste for solar cell contacts | |
| KR101696985B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| US9087937B2 (en) | Glass composition and its use in conductive silver paste | |
| CN103377751A (zh) | 用于太阳能电池触点的导电厚膜膏 | |
| US20130186463A1 (en) | Conductive silver paste for a metal-wrap-through silicon solar cell | |
| KR20120025972A (ko) | ＺｎＯ계 글래스 프릿 조성물 및 이를 이용한 태양전지의 후면 전극용 알루미늄 페이스트 조성물 | |
| CN114213018B (zh) | 一种陶瓷玻璃粉及含有该玻璃粉的太阳能电池金属化浆料 | |
| CN114180844B (zh) | 一种锂-碲硅二元玻璃氧化物复合体系及含有该复合体系的导电浆料 | |
| CN105009224A (zh) | 用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆 | |
| KR102004490B1 (ko) | 태양전지 후면전극용 페이스트 조성물 | |
| KR101590224B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| CN115295201B (zh) | 一种锂-碲硅-铅铋多元玻璃-氧化物复合体系及其导电浆料 | |
| EP3289592B1 (en) | Conductive paste, electrode and solar cell | |
| TW202034351A (zh) | 太陽能電池前電極用糊劑組合物及其製備方法 | |
| CN110797134B (zh) | 用于太阳能电池电极的组合物以及太阳能电池 | |
| TWI686959B (zh) | 用於太陽能電池電極的組成物及使用其製備的電極 | |
| KR20170037209A (ko) | 태양전지 전극용 결정질 분말, 이의 페이스트 조성물과 태양전지 | |
| US20190035951A1 (en) | Composition for solar cell electrode and electrode prepared using the same |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 214000 No. 8, Luzhong Road, Liangxi District, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Riyu Photovoltaic New Materials Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 214000 No. 8, Luzhong Road, Liangxi District, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: Jiangsu riyu photovoltaic New Material Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |