一种硅太阳能电池用电极浆料制造技术

本发明专利技术属于光电池电极材料，公开了一种硅太阳能电池用电极浆料。按照重量份数计，所述浆料原料组成为：银粉40~60份，锌粉5~10份，银包镍合金粉10~20份，磷酸铁锂/碳纳米管复合材料1~5份，玻璃粉1~8份，硅烷偶联剂0.5~2份，丙二醇单丁醚8-10份，松节油1-5份，烷酸辛1-3份，硝化纤维素0.1-0.5份，有机膨润土0.25-1份。本发明专利技术还公开了所述电极浆料的制备方法。本发明专利技术所得的电极浆料不含铅，完全符合环保要求，应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时本发明专利技术工艺简单，成本低，因而具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电池电极材料，尤其涉及一种硅太阳能电池用电极浆料。
技术介绍
太阳能电池可以直接将光能转化为电能，是一种可以有效利用太阳能的方式，也是重要的可再生清洁能源。近十年来，在快速发展的光伏产业中，高效率及低成本一直是两个主要竞争点，晶体硅作为当前最主要的太阳能电池材料，凭借其电池的高效稳定一直占据着光伏市场的大部分份额。硅太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射在晶体硅半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流，这就是光电效应太阳能电池的工作原理。硅太阳能电池用电极浆料是制作光电太阳能电池重要的基础材料。CN101651155A中公开了一种硅太阳电池电极浆料的组成与制备方法，该专利提法以一种含硅合金粉形成的欧姆接触的硅太阳能电池的铝背场浆料，其组成是铝粉40-70质量%，单质元素铟粉0.01-5质量%，有机黏合剂20-30质量%，无机黏合剂0.1-15质量%，硅合金粉0.1-40质量%，总量为100质量%。采用该浆料可以增加合金层厚度，提高欧姆接触，但是该浆料中，硅合金粉与功能导电粉（即铝粉）之间仅为简单的机械混合，烧结时并不会降低铝粉的熔融温度，还可能在背场中引入杂质元素，降低电池的转化效率。另外，该浆料中采用稀有金属铟粉，使得浆料的成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种硅太阳能电池用电极浆料。本专利技术的电极浆料具有在太阳能电池表面附着力强、电池光电转换效率及导电能力优良的特点；本专利技术的电极浆料具有在太阳能电池表面附着力强、电池光电转换效率及导电能力优良的特点；本专利技术工艺简单，成本低，具有广阔的应用前景。本专利技术采用的技术方案如下：一种硅太阳能电池用电极浆料，按照重量份数计，所述浆料原料组成为：银粉40~60份，锌粉5~10份，银包镍合金粉10~20份，磷酸铁锂/碳纳米管复合材料1~5份，玻璃粉1~8份，硅烷偶联剂0.5~2份，丙二醇单丁醚8-10份，松节油1-5份，烷酸辛1-3份，硝化纤维素0.1-0.5份，有机膨润土0.25-1份。进一步地，所述银粉为长度为3~7μm，直径为50~100nm的银纳米线；所述锌粉为活性锌含量在98%以上，直径为1~3μm的雾化球形锌粉。进一步地，所述银包镍合金粉为直径为5~8μm的球形颗粒。进一步地，所述磷酸铁锂/碳纳米管复合材料的制备方法为：（1）先将5~10份碳纳米管超声分散于400~500份乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂中，形成碳纳米管分散液；（2）再向碳纳米管分散液中分别加入20~25份碳酸锂、5~10份硝酸铁、5~10份磷酸二氢锂及10~15份蔗糖，加热搅拌形成浆液，冷却至室温后超声分散10~20min，移入真空干燥箱中放置15~20h，然后抽真空并加热至50~70℃，直至浆液中的溶剂挥发完全；（3）将经步骤（2）处理过的复合材料在马弗炉中300~400℃预烧5~7h，再在700~800℃下焙烧5~7h，得到所述磷酸铁锂/碳纳米管复合材料。进一步地，所述玻璃粉的组分为SiO215~30份、Bi2O310~20份，B2O310~20份，BaO/BaCO35~10份，γ-AL2O315~25份，ZnO5~10份。进一步地，所述玻璃粉为质量比为1:1的玻璃粉I和玻璃粉II，玻璃粉I的粒径为5~15μm，玻璃粉II的粒径为1~5μm。进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH602。更进一步地，本专利技术还提供了所述的硅太阳能电池用电极浆料的制备方法，所述制备方法为：先将磷酸铁锂/碳纳米管复合材料、硅烷偶联剂、松节油、烷酸辛、硝化纤维素和有机膨润土溶于丙二醇单丁醚中，得到粘稠浆；再将银粉、锌粉、银包镍合金粉和玻璃粉添加入粘稠浆中，混合均匀，然后用三辊研磨机研磨，得到所述电极浆料。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术同时选用了不同粒径的银粉与锌粉和银包镍合金粉，增加粒子间的接触面积，从而提高了浆料的导电能力；与现有技术相比，由于银粉大部分采用现有制备工艺稳定且成本相对纳米银颗粒更为低廉的银纳米线，有效降低了电极浆料的材料成本；且由于银纳米线与微米锌粉和银包镍合金粉能够互相填充银粉间隙，从而增加了导电通路以形成导电网络，可进一步降低电极浆料烧成电极材料的体积电阻率；（2）本专利技术在电极浆料中添加了锌粉与银包镍合金粉，能够有助于降低浆料生产成本，节省大量的贵金属银，同时改善浆料的导电性能，从而达到了降低太阳能电池制造成本的目的，取得了良好的经济效益；（3）本专利技术在电极浆料中添加了磷酸铁锂/碳纳米管复合材料，通过碳纳米管改善颗粒与颗粒之间的接触，形成体积电阻率很小的导电网络，强化了导电网络，从而提高浆料的导电能力；本专利技术还提供了磷酸铁锂/碳纳米管复合材料的制备方法，在制备前驱体的阶段（浆液的配制）就引入了碳纳米管（碳纳米管分散液），然后再预烧结、焙烧制得磷酸铁锂/碳纳米管复合材料，这样引入的碳纳米管能够分散于磷酸铁锂的一次颗粒之间，易在一次颗粒之间形成导电网络，极大的提高材料的导电性，而不像现有技术是在现成的磷酸铁锂浆液中加入碳纳米管分散液，这样引入的碳纳米管只能分散于磷酸铁锂的二次颗粒之间，导电性有限。因此，本专利技术制备出的复合材料具有较好的导电性；添加该复合材料制备的电极浆料具有较好的电化学性能；（4）本专利技术在电极浆料中添加了硅烷偶联剂，硅烷偶联剂有增强有机物与无机化合物之间的亲和力作用，可强化提高电极浆料的物理化学性能，改善功能导电粉之间的粘结混合性，从而提高浆料在太阳能电池表面的附着力；（5）本专利技术所得的电极浆料不含铅，完全符合环保要求，应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时本专利技术工艺简单，成本低，因而具有广阔的应用前景。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1先制备磷酸铁锂/碳纳米管复合材料：（1）先将8g碳纳米管超声分散于450g乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂中，形成碳纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅太阳能电池用电极浆料，其特征在于，按照重量份数计，所述浆料原料组成为：银粉40~60份，锌粉5~10份，银包镍合金粉10~20份，磷酸铁锂/碳纳米管复合材料1~5份，玻璃粉1~8份，硅烷偶联剂0.5~2份，丙二醇单丁醚8‑10份，松节油1‑5份，烷酸辛1‑3份，硝化纤维素0.1‑0.5份，有机膨润土0.25‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种硅太阳能电池用电极浆料，其特征在于，按照重量份数计，所述浆料原料组成
为：银粉40~60份，锌粉5~10份，银包镍合金粉10~20份，磷酸铁锂/碳纳米管复合材料1~5份，
玻璃粉1~8份，硅烷偶联剂0.5~2份，丙二醇单丁醚8-10份，松节油1-5份，烷酸辛1-3份，硝化
纤维素0.1-0.5份，有机膨润土0.25-1份。
2.根据权利要求1所述的硅太阳能电池用电极浆料，其特征在于，所述银粉为长度为3~
7μm，直径为50~100nm的银纳米线；所述锌粉为活性锌含量在98%以上，直径为1~3μm的雾化
球形锌粉。
3.根据权利要求1所述的硅太阳能电池用电极浆料，其特征在于，所述银包镍合金粉为
直径为5~8μm的球形颗粒。
4.根据权利要求1所述的硅太阳能电池用电极浆料，其特征在于，所述磷酸铁锂/碳纳
米管复合材料的制备方法为：
（1）先将5~10份碳纳米管超声分散于400~500份乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂
中，形成碳纳米管分散液；
（2）再向碳纳米管分散液中分别加入20~25份碳酸锂、5~10份硝酸铁、5~10份磷酸二氢
锂及10~15份蔗糖，加热搅拌形成浆液，冷却至室温后超声分散10~20min，移入真空干燥箱
中放置15~...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正良，谢刚，陆竣行，邓颖成，蒙纪全，周帆，陆翔，黄灿胜，周奖，
申请(专利权)人：广西吉宽太阳能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45