背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法，该浆料含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3。采用本发明专利技术提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。采用该背银浆料制备得到的太阳能电池的光电转化效率得到有效提高。

【技术实现步骤摘要】
背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种背钝化太阳能电池背银浆料及其制备方法、采用该背钝化太阳能电池背银浆料制备太阳能电池的方法以及由该方法制备得到的太阳能电池。
技术介绍
随着太阳能行业的发展及竞争加剧，客户对太阳能电池的效率要求越来越高，行业准入门槛也在提高，因此需要探索更多产业化技术实现太阳能电池转换效率的提升。目前太阳能电池正面技术已经很成熟，提升转换效率的关注点逐渐转向还有很大潜力的背面。借助原子层沉积（ALD）技术背面沉积氧化铝钝化层的背钝化电池成为目前一个亮点。钝化发射区和背表面钝化电池(PERC)主要基于氧化铝对于P型硅片良好的钝化效果，可以显著提升太阳能电池的Isc和Voc，从而提升效率。目前背钝化电池的工艺流程一般如下，在刻蚀工序（包括该工序）前与常规晶体硅电池相同，刻蚀后，采用原子层沉积技术在硅片的背光面沉积氧化铝膜钝化层，然后进行退火，再在正面镀SiNx作为减反射膜，而后再在背光面的氧化铝层上镀一层SiNx膜作为保护层，而后在背光面上进行激光刻槽，刻槽后印刷背光面银浆、背场铝浆、向光面银浆，浆料的印刷与烧结工艺与常规电池类似，烧结后得到背钝化晶体硅太阳电池片。电池的背光面由于有氧化铝及氮化硅沉积层，两者都不导电，并且浆料无法穿透，虽然有激光开槽以保证铝浆或背银浆与硅衬底接触，但激光开槽的面积小，且背银的印刷面积小，背银与硅衬底接触的面积更小，因此，采用目前常规的背银浆印刷该硅片，烧结后的残余物与硅的附着强度大大降低。从而导致背电极与铝背场与硅的附着强度降低。采用目前常规的背银浆印刷附有钝化层的电池片，在进行背电极与光伏焊带的剥离测试时，背电极与硅的附着强度往往达不到行业要求。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中的常规背光面银导电浆料运用在背面钝化的晶体硅太阳电池上时，背面电极与硅的附着强度不高、剥离测试达不到行业要求的技术问题，从而提供一种适用于背面钝化及保护的晶体硅太阳电池的背光面银导电浆料。具体地，本专利技术的技术方案为：一种背钝化太阳能电池背银浆料，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3。所述背钝化太阳能电池背银浆料的制备方法，包括将微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉分散于有机载体中，研磨后得到所述背钝化太阳能电池背银浆料；或者，先将纳米银粉分散于部分有机载体中形成纳米银浆，再往纳米银浆中加入无机玻璃粉，然后在搅拌的条件下分多次加入微米银粉，继续搅拌后研磨，得到所述背钝化太阳能电池背银浆料。一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：先在硅片背光面依次印刷背面银浆和背场铝浆，烘干后在硅片向光面印刷正面银浆，入隧道炉烘干并烧结，得到所述太阳能电池；所述背面银浆为本专利技术提供的太阳能电池背银浆料。一种太阳能电池，所述太阳能电池由本专利技术提供的制备方法制备得到。或者一种太阳能电池，该太阳能电池包括位于电池正表面的正面电极，电池背表面的背面电极和铝背场，所述电池背表面为抛光表面并沉积或生长有钝化层，在钝化层之上镀有氮化硅膜，所述背面电极为上述太阳能电池背银浆料在电池背表面印刷烧结得到。采用本专利技术提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。采用该背银浆料制备得到的太阳能电池的光电转化效率得到有效提高。具体实施方式本专利技术中，对于粉体粒径的描述中涉及D50、D100，此为现有技术中对粉体粒径的常规标识途径。D50称为中位径或中值粒径，表示一个样品的累积粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径；D100称为最大粒径，表示一个样品的累积粒度分布百分数达到100%时所对应的粒径。目前运用于常规晶体硅太阳能电池的背光面银浆一般由微米银粉、玻璃粉、有机载体等搅拌研磨而成，此背光面银浆在烧结过程中，其中的玻璃粉熔融，将微米银粉与硅衬底粘接起来。而背面钝化的晶体硅太阳能电池的背光面由于有氧化铝（钝化层）以及氮化硅（保护层）沉积层，虽然有激光开槽以保证铝浆或背银浆与硅衬底接触，但激光开槽的面积小，且背银的印刷面积小，使得背银与硅衬底接触的面积更小，因此，采用目前常规的背银浆料印刷硅片，烧结后的残余物与硅的附着强度大大降低。因此，本专利技术提供了一种背钝化太阳能电池背银浆料，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3。采用本专利技术提供的背银浆料印刷于背钝化的硅基底背面，可形成光滑致密的背面电极，且其与硅基底附着力良好，与光伏焊带的焊接拉力测试也符合目前光伏行业的要求。所述微米银粉为本领域导电银浆中常用的形状为球状或者类球状的微米银粉，本专利技术对其粒径没有特殊要求。优选情况下，所述微米银粉的粒径要求为：0.2µm≤D50≤3.0µm,D100≤10µm。本专利技术提供的背钝化太阳能电池背银浆料，该浆料中添加了部分纳米银粉，通过纳米银粉的纳米效应，使得其熔点远远低于普通银的熔点（960.8℃）。优选情况下，所述纳米银粉的粒径为：20nm≤D50≤100nm；D100≤250nm，此优选粒径范围内的纳米银的熔点为100~400℃。在浆料的烧结过程中，钠米银粉在烧结的前期阶段就发生熔融，并与硅衬底形成硅银合金而起粘接作用。本专利技术中，钠米银粉在浆料的添加量不能太多，太多则容易造成导电粉体在浆料的烧结过程中发生整体迁移，从而影响电极的外观，增加电极的电阻率以及降低电极的可焊性。优选情况下，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中微米银粉的含量为40-60重量份，纳米银粉的含量为1-10重量份。本专利技术提供的背钝化太阳能电池背银浆料中，所采用的无机玻璃粉由氧化物熔炼制得。具体地，所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3。采用该特定组成的氧化物，可以形成稳定的铅玻璃或铅铋玻璃，并且，相比其他氧化物组成的玻璃粉，本专利技术所采用的玻璃粉具有最低的软化温度（即膨胀曲线上的软化温度，简称Tf）。在背银浆料烧结过程中，具有较低软化温度的玻璃粉，其处在熔融状态的时间更长，熔融态玻璃粉对导电微粒及硅衬底的浸润性也更好，因此，采用本专利技术特定组成无机玻璃粉的背银浆料可大大提高电极与硅的粘接力。具体地，本专利技术所采用的无机玻璃粉中，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，专利技术人发现，添加部分的Bi2O3，可以进一步降低玻璃的软化温度。因此，本专利技术中，所述无机玻璃粉中的组分X优选含有PbO和Bi2O3。具体地，本专利技术特定氧化物组成的无机玻璃粉的软化温度Tf范围为250~400℃，其与纳米银粉的熔点大致相同，可保证纳米银粉在熔融时，无机玻璃粉也开始软化并发生流动，纳米银粉与无机玻璃粉的熔融体相互渗透，共同形成微米银粉与硅衬底的粘接相，在浆料烧结后，将其残留物与硅粘接起来。本专利技术中，所述无机玻璃粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80‑92wt%的组分X和8‑20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3。

【技术特征摘要】
1.一种背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述背钝化太阳能电池背银浆料中含有微米银粉、纳米银粉、无机玻璃粉和有机载体；所述无机玻璃粉由80-92wt%的组分X和8-20wt%的组分Y组成，所述组分X为PbO和/或Bi2O3，所述组分Y为B2O3；所述微米银粉的形状为球状或者类球状，其粒径要求为：0.2µm≤D50≤3.0µm,D100≤10µm；所述纳米银粉的粒径为：20nm≤D50≤100nm，D100≤250nm；以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，其中微米银粉的含量为40-60重量份，纳米银粉的含量为1-10重量份。2.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉的粒径为：0.2µm≤D50≤3.0µm，D100≤10µm。3.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述无机玻璃粉的软化温度为250~400℃。4.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，无机玻璃粉的含量为0.5-5重量份，有机载体的含量为30-50重量份。5.根据权利要求1或4所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，以100重量份的所述背钝化太阳能电池背银浆料为基准，所述背钝化太阳能电池背银浆料中还含有0.1-1重量份的分散剂。6.根据权利要求5所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、纤维素衍生物、三乙基己基磷酸中的一种或多种。7.根据权利要求1或4所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述有机载体包括有机溶剂、有机粘结剂及添加剂；以有机载体总重量为基准，其中有机溶剂的含量为90~98wt%，有机粘结剂的含量为1.0~10wt%，添加剂的含量为0.1~5.0wt%。8.根据权利要求7所述的背钝化太阳能电池背银浆料，其特征在于，所述有机溶剂由松油醇、丁基卡必醇、松节油、乙二醇单丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯和磷酸三丁酯中的两种或两种以上混合而成；所述有机粘结剂选自乙基纤维素、丁基纤维素、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或多种；所述添加剂选自改性氢化蓖麻油、聚酰胺粉末、十六醇或十八醇中的一种或多种。9.权利要求1所述的背钝化太...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟华，鹿兆岩，左静，
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