用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法。本发明专利技术采用硅溶胶对玻璃粉进行包覆，延缓了玻璃粉的软化，减少了软化的玻璃对硅片的腐蚀时间，降低了玻璃对硅片的腐蚀性，进而减少了对钝化层的破坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及光伏产业用高性能银导体浆料，特别涉及一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法。
技术介绍
光伏元件(photovoltaicdevice)由于其将发自光源(例如，太阳光)中容易取得的能量转换成电力，以操控例如，计算机、电脑、加热器等电子装置，所以光伏元件已被广泛地使用。最常见的光伏元件即为硅基太阳能电池。硅基太阳能电池是指利用取自单晶硅晶棒或多晶硅铸锭的结晶硅基材所制作的太阳能电池。在硅基太阳能电池上形成电极的先前技术，先在硅基太阳能电池的正表面及背表面上利用网版印刷等制程涂布金属浆料后，需要执行两次烧结程序，才能形成具有良好的欧姆接触的金属电极。典型的硅基太阳能电池，其正表面涂布导电银浆，其背表面涂布导电铝浆以及导电银浆(或导电银铝浆)。中国专利申请201280009271.2公开了一种“用于形成钝化发射极的银背面电极和背面接触硅太阳能电池的方法”，其中的所使用的银浆包含至少一种玻璃料（玻璃粉）。在烧结过程中，熔化的玻璃料会对硅片产生腐蚀，进而对钝化层产生破坏作用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法，使用低熔点、可挥发的高分子材料对玻璃粉先进行包覆，延缓了玻璃粉的软化和熔化，以降低玻璃粉的对硅片的腐蚀性，进而减少对钝化层的破坏。本专利技术的技术方案如下：一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉，所述玻璃粉外包覆有低熔点、可挥发的硅溶胶层。本专利技术的解决现有技术的技术问题的技术方案的要点之一是选用合适的高分子材料包覆玻璃粉，目的是为了延缓在烧结过程中玻璃粉对太阳能电池的表面侵蚀，而不是为了避免这种侵蚀，因此，需要熔点较低的高分子材料，如果选用的高分子材料熔点过高的话，会影响烧结过程的侵蚀；同时，也需要在烧结结束后尽可能的挥发掉该高分子材料，减少对印刷线路本身的影响，所以要选择可挥发的高分子材料。在高分子材料中，硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒，分子式可表示为mSiO2·nH2O。由于硅溶胶的胶体粒子微细(10-20nm)，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色；而且其粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好；当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在银导体浆料的物体表面，粒子间形成硅氧结合，是很好的粘合剂。本专利技术提供的一种上述的用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：(1)在20～40wt%可溶性硅酸盐的稀溶液中加入乙醇、硫酸钠等，通过调节钠离子浓度，进一步调节溶液的粘性，调节溶液中二氧化硅的含量在10-18%；(2)在上述步骤(1)所得体系中加入玻璃粉，按照重量比例为玻璃粉：二氧化硅=2～3：3～5的比例调配；(3)将上述步骤(2)所得体系在室温25～30℃下搅拌5-8小时后，过滤；(4)将过滤所得产物进行干燥，控制干燥温度在50～65℃范围内，烘干3-5小时，所得产物相对于包覆前的玻璃粉增重约45～50%，即得包覆有硅溶胶层的玻璃粉微粒。其中所述可溶性硅酸盐例如可以是硅酸钠、石棉（CaMg3Si4O12）、长石（K2Al2Si6O16）、粘土（Al2(OH)4Si2O5）等含有硅、氧及其它金属元素的化合物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过在玻璃粉外包覆硅溶胶层，得到的玻璃粉产品用于太阳能电池能够延缓玻璃粉的软化和熔化，降低了玻璃粉熔化对硅片的腐蚀性，进而减少了对钝化层的破坏。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式在本文中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中技术人员根据本专利技术做出的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例提供的一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉的制备方法具体如下：1.在40%硅酸钠的稀溶液中加入乙醇、硫酸钠等，通过调节钠离子浓度，进一步调节溶液的粘性，调节溶液中二氧化硅的含量在18%；2.在上述步骤(1)所得体系中加入玻璃粉，按照重量比玻璃粉:二氧化硅=2:5的比例调配；3.将上述步骤(2)所得体系在室温25～30℃下搅拌5小时后，过滤；4.将过滤所得产物进行干燥，控制干燥温度在50～65℃范围内，烘干3小时，相对于包覆前的玻璃粉增重约50%；即得包覆有硅溶胶层的玻璃粉微粒。性能测试：对包覆前后的玻璃粉进行DSC分析，DSC分析结果显示：本实施例的包覆了硅溶胶的玻璃粉的软化温度与未包覆的玻璃粉相比明显滞后了约35℃，达到了本专利技术的预期设计：通过包覆硅溶胶延迟了玻璃粉的软化温度，从而减少了玻璃粉熔化对太阳能硅片的腐蚀时间，减弱了腐蚀作用，进而减少了对钝化层的破坏。使用本实施例的硅溶胶包覆的新型玻璃粉制作太阳能背银的一个具体案例如下：将乙基纤维素溶解于松油醇中，溶解澄清，留作浆料的粘合剂使用；取银粉40-60份，上述粘合剂25-35份，用硅溶胶包覆的玻璃粉1-8份，共同配制成粗品浆料，上三辊机进行3档处理得成品浆料；将上述制备的浆料，通过丝网印刷到硅电极上细栅线，再通过常规的烧结工艺的烧结作用，得到可测试用的太阳能硅电极片。对用硅溶胶包覆的新型玻璃粉制作的浆料印刷后的太阳能硅电极片进行了以下的测试，并与常规玻璃粉制作的浆料进行了对比。采用本实施例的包覆后的玻璃粉制作硅电极，并与包覆前的玻璃粉制作的硅电极进行性能的测试和比较，性能测试结果如下表1。表1从表1可以看到，本实施例的包覆改善后的玻璃粉制作的硅电极性能优于未进行包覆的玻璃粉制作的硅电极，电池功效提升，单位面积的光电转化效率提高。实施例2本实施例提供的一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉的制备方法具体如下：1.在20%硅酸钠的稀溶液中加入乙醇、硫酸钠等，通过调节钠离子浓度，进一步调节溶液的粘性，调节溶液中二氧化硅的含量在10%；2.在上述步骤(1)所得体系中加入玻璃粉，按照重量比玻璃粉:二氧化硅=3:3的比例调配；3.将上述步骤(2)所得体系在室温25～30℃下搅拌8小时后，过滤；4.将过滤所得产物进行干燥，控制干燥温度在50～65℃范围内，烘干5小时，相对于包覆前的玻璃粉增重约45%；即得包覆有硅溶胶层的玻璃粉微粒。本专利技术及上述实施例通过在玻璃粉外包覆硅溶胶层，得到的玻璃粉产品用于太阳能电池能够延缓玻璃粉的软化和熔化，降低了玻璃粉熔化对硅片的腐蚀性，进而减少了对钝化层的破坏。...

【技术保护点】
一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉外包覆有低熔点、可挥发的硅溶胶层。

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉外包覆有低熔点、可挥发的硅溶胶层。
2.一种权利要求1所述的用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在20～40wt%的可溶性硅酸盐稀溶液中加入乙醇、硫酸钠以调节溶液的粘性，调节溶液中二氧化硅的含量在10-18%；
(2)在上述步骤(1)所得体系中加入玻璃粉，按照重量比为玻璃粉：二氧化硅=2～3：3～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴兵，敖毅伟，郑建华，
申请(专利权)人：常州聚和新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32