一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85-90wt%的银粉，5.0-10wt%的有机载体，3.0-8.0wt%的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi2O3；所述无机金属粉出现相变的温度为150-550℃。本发明专利技术还提供了该正极导电银浆的制备方法。用本发明专利技术的正极导电银浆制备的太阳电池片，银电极的外观良好，与硅衬底及光伏焊带的焊接拉力符合行业要求，尤其是电池的串联电阻有明显减少，电池导电性能好，平均光电转换效率有显著的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法
本专利技术属于晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法。
技术介绍
当前关于太阳能电池的研究非常活跃，太阳能电池有望成为未来电力供应的主要支柱，晶体硅太阳能电池是光伏市场上的主导产品，而导体浆料是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料。这类浆料主要由导电金属粉、无机玻璃粉、有机载体等混合轧制而成。其种类主要有向光面银浆、背光面银浆、背场铝浆等。目前对向光面银浆的研究方向有两个，一是如何在现有银浆的基础上，通过配方改进，提高单片电池的光电转换效率，另一个方面是在保证效率和性能的前提下，尽量采用贱金属替代银而降低浆料的成本，以增加太阳电池发电的竞争力。公开号位CN102687205A的专利公开了一种导电浆料组合物，包含银颗粒、玻璃颗粒、有机载体、精细的导电金属颗粒和添加剂五氧化二钽，导电金属颗粒包括金和铂。当用于形成太阳能电池上的电接触时，这种浆料提供该接触对该电池的增强的粘结以及改进的电子传输。但是，浆料中的添加物在烧结过程中可能扩散入硅片形成杂质元素，从而对电池的效率有较大的影响。且金或铂族金属的价格昂贵，于降低浆料的成本不利。公开号为CN102651247A的专利公开了一种新型太阳光伏电池正面电极用导电浆料，该导电浆料采用金属粘结相（采用高、低熔点金属混合粉）的前驱体体系来取代现有的低熔点玻璃粉，浆料在烧结后形成的固相物质全部为金属，所以形成的电极的导电性和可焊性大大提高。但是，太阳电池正面电极用浆料的无机玻璃粉，并不是简单地将导电金属粉之间、以及导电金属粉与硅衬底之间形成粘接，而更重要的是熔蚀减反射膜，使银微粒穿过减反射层与N+接触。因此，在本专利技术中，缺少了熔融腐蚀减反射膜的成分，减反射膜作为一个不导电层将N+层与导电浆料中的银层隔离，这样大大增加了电池的欧姆接触电阻，电池的光电性能可能会有很大的下降。
技术实现思路
本专利技术为解决现有的导电玻璃粉的导电性能差、电池光电转换效率低的技术问题，提供一种导电性能好、光电转换效率高的晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法。本专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85-90wt%的银粉，5.0-10wt%的有机载体，3.0-8.0wt%的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi2O3所述无机金属粉出现相变的温度为150-550℃。本专利技术还提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆的制备方法，将银粉和无机粘结剂分散于有机载体中，研磨后即得到所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆。本专利技术的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，当银浆经过隧道炉时，因无机金属粉的熔点低，在玻璃态盐氧化物熔融之前，该无机金属粉逐渐软化。而减反射膜中的氮化硅膜在熔融的金属粉氛围下，并有玻璃态氧化物粉存在的条件下，一方面，硅氮键断裂，其中的硅与PbO或Bi2O3反应；另一方面，PbO或Bi2O3在破除氮化硅膜后，也可与硅衬底（N+型硅）中的硅的反应。PbO或Bi2O3被还原成金属Pb或Bi。而Si硅（不论是氮化硅膜中的硅还是硅衬底的硅）均被氧化成SiO2。反应机理为：SixNy=xSi+yN；PbO+Si=SiO2+Pb；Bi2O3+Si=SiO2+Bi；PbO或Bi2O3被还原成金属Pb或Bi，一方面作为填充物对银粉粒子之间空隙进行填充及粘连，另一方面和硅衬底（N+型硅）粘连并形成硅合金。并且，PbO或Bi2O3在被还原得到的金属时，金属原子在结晶形成微粒的初始阶段时，粒径处于纳米范畴，因此，其填充及粘接的效果，相比外添加的金属粉或合金粉，效果会更好。本专利技术的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，无机金属粉同样作为粘接剂使用。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85-90wt%的银粉，5.0-10wt%的有机载体，3.0-8.0wt%的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi2O3所述无机金属粉出现相变的温度为150-550℃。开始熔化的温度点太低，则金属粉熔融太早，玻璃态粉在未和硅反应之前而易随熔融的金属液流失，开始熔融的温度点太高，则在玻璃态粉在未和硅反应时，无法提供熔融的合金液环境，并且间隙填充以及与硅衬低的硅形成合金的效果也不好。本专利技术所述的玻璃态氧化物粉是由PbO和/或Bi2O3经熔融、水淬、球磨而成。PbO或者Bi2O3经熔融并水淬后，因急剧冷却，其由晶态向非晶态转变，在将其水冷后的玻璃态渣球磨、烘干、过筛后，得到PbO或者Bi2O3的玻璃态氧化物粉。该玻璃态氧化物粉与普通多种氧化物（如PbO、Bi2O3、B2O3、SiO2等）混合原料形成的玻璃态物一样，具有玻璃态的转变温度Ts、膨胀曲线上的软化温度Tf，其中对浆料的烧结性能影响最大的是其软化温度Tf，Tf主要由玻璃态的性质决定，同时它也受玻璃态粉粒径的影响，粒径越小，软化温度越低。根据本专利技术所提供的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，优选地，所述无机金属粉为Pb单质粉，Sn单质粉，Pb单质粉和Sn单质粉的混合粉，Pb单质粉和Bi单质粉的混合粉，Pb单质粉、Sn单质粉和Bi单质粉的混合粉中的一种或多种。根据本专利技术所提供的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，优选地，所述无机金属粉为金属合金粉；所述金属合金粉为Pb-Sn合金粉、Pb-Bi合金粉、Pb-Sn-Bi合金粉、Pb-Sn-Sb合金粉、Pb-Sn-Bi-Sb合金粉中的至少一种。本专利技术的无机金属粉的加热熔融出现相变的温度点低，可以在玻璃态有机物软化之前先熔融，作为填充物对银粉粒子之间空隙进行填充及粘连，另一方面，该无基金属粉也可以和硅衬底（N+型硅）粘连并形成硅合金。为使金属粉末达到最佳的效果，本专利技术的金属粉优先采用合金粉或单质金属粉的混合粉末，进一步优选为Pb-Sn合金粉、Pb-Bi合金粉、Pb-Sn-Bi合金粉、Pb-Sn-Sb合金粉、Pb-Sn-Bi-Sb合金粉中的至少一种的合金粉，因为合金粉（除共晶点外）的熔融温度为一个区域范围，这样的与玻璃态粉的熔融方式类似，可以促使玻璃态粉和硅反应。本专利技术的金属单质粉或金属合金粉可采用氮气雾化法或其他方法生产，也可以商购。根据本专利技术所提供的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，优选地，以无机粘结剂的总质量为基准，所述玻璃态氧化物粉的含量为10-50wt%，所述无机金属粉的含量为50-90wt%。根据本专利技术所提供的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，优选地，所述玻璃态氧化物粉的中粒径D50为0.2-1.5微米。所述金属单质粉的中粒径D50为0.2-1.5微米。所述金属合金粉的中粒径D50为0.2-1.5微米。根据本专利技术所提供的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，优选地，所述Bi2O3的软化点为500-600℃。所述Pb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85‑90wt%的银粉，5.0‑10wt%的有机载体，3.0‑8.0wt%的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi2O3；所述无机金属粉出现相变的温度为150‑550℃。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85-90wt％的银粉，5.0-10wt％的有机载体，3.0-8.0wt％的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；以无机粘结剂的总质量为基准，所述玻璃态氧化物粉的含量为10-50wt％，所述无机金属粉的含量为50-90wt％；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi2O3；所述无机金属粉出现相变的温度为150-550℃。2.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述无机金属粉为Pb单质粉，Sn单质粉，Pb单质粉和Sn单质粉的混合粉，Pb单质粉和Bi单质粉的混合粉，Pb单质粉、Sn单质粉和Bi单质粉的混合粉中的一种或多种。3.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述无机金属粉为金属合金粉；所述金属合金粉为Pb-Sn合金粉、Pb-Bi合金粉、Pb-Sn-Bi合金粉、Pb-Sn-Sb合金粉、Pb-Sn-Bi-Sb合金粉中的至少一种。4.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述玻璃态氧化物粉的中粒径D50为0.2-1.5μm。5.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述无机金属粉的中粒径D50为0.2-1.5μm。6.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，其特征在于，所述Bi2O3的软化点为500-600℃。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟华，姜占锋，秦世嵘，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44