一种晶体硅太阳能电池用正面银浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种晶体硅太阳能电池用正面银浆及其制备方法和应用，其包括有机载体、有机助剂、玻璃粉和银粉，玻璃粉的原料包括TeO2、附着力添加剂、Bi2O3、MgO、Ag2O和ZnO，还选择性地包括Al2O3、ZrO2、R2O、PtO2和MoO中的一种或多种，附着力添加剂为选自Si、P、B或者Ge的氧化物中的一种或多种；R2O为选自Li、Na或者K的氧化物或盐中的一种或多种；制备：按配方称取各组分，混合，研磨至浆料中颗粒粒径小于5μm，并控制浆料粘度，即可；及其在制备背钝化晶体硅太阳能电池中的应用；本发明专利技术可实现正面银电极与焊带之间高焊接附着力的同时实现太阳能电池电性能的最大化，且电池组件使用寿命长。

A front silver paste for crystal silicon solar cells and its preparation method and Application

The invention discloses a front silver paste for crystal silicon solar cells and its preparation method and application, which includes organic carriers, organic additives, glass powder and silver powder. The raw materials of glass powder include TeO 2, adhesion additives, BiO 3, MgO, AgO and ZnO, and selectively includes one or more of AlO 3, ZrO 2, R2O, PtO 2 and MoO. The adhesion additives are selected from Si, P, B or ZnO. One or more of Ge's oxides; R2O is one or more of the oxides or salts selected from Li, Na or K; preparation: each component is weighed according to the formula, mixed, ground to a particle size less than 5 micron in the slurry, and control the slurry viscosity; application in preparing back passivated crystal silicon solar cells; the invention can realize high welding between the front silver electrode and the solder belt. Adhesion maximizes the electrical performance of solar cells, and the service life of solar modules is long.

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅太阳能电池用正面银浆及其制备方法和应用
本专利技术属于晶体硅太阳能光伏电池
，尤其涉及背钝化晶体硅太阳能电池用的正面银浆，具体涉及一种晶体硅太阳能电池用正面银浆及其制备方法和应用。
技术介绍
晶体硅太阳能电池是将光能通过P-N结的光电转换效应转化为日常所用电能的装置。常规晶体硅太阳能电池的生产工艺包括：硅片制绒、扩散制P-N结、去除磷硅玻璃、PECVD镀减反射膜、丝网印刷背场铝层、背电极及正电极、烧结烘干等步骤。为了提升常规太阳能电池电性能，引入背场钝化技术，即：在电池背表面通过掺杂方式实现引入电场，从而利于电极对载流子的收集，这种背钝化技术晶体硅太阳能电池因为增加了载流子寿命，降低复合损耗，从而实现在常规太阳能电池基础上电池效率大幅度的提升。其中太阳能正面银浆通过丝网印刷方法制作太阳能电池正面电极，是目前太阳能电池正电极的主流方法。太阳能正面银浆通常是由以下材料组合，并经过特定加工工序制备而成，包括：玻璃粉、有机载体、无机添加剂、有机助剂、银粉等。其中玻璃粉是烧蚀减反射层，并和银粉发生化学反应，帮助正电极形成良好Ag-Si欧姆接触、同时提供附着力，是保证电池组件日常使用寿命长度的关键；有机载体的主要作用是提供优良印刷性能，栅线外观及高宽比；无机添加剂和有机助剂主要是改善优化浆料性能特性；银粉是浆料主体材料，也是电极栅线电流导体材料，通过印刷图形、高温烧结致密化并在玻璃粉的帮助下附着在电池表面形成导电电极。随着太阳能技术的发展，市场对高焊接拉力、优良的可焊性、电池组件长久使用寿命等要求越来越高，而目前市面上正面银浆所用玻璃粉均或多或少存在附着力不足，或刚刚只能满足客户最低要求，太阳能电池拉力达不到要求，则电池片无法封装成组件，会造成生产电池片不合格，或严重影响电池的使用寿命，这是因为大部分市面上所用正银浆料玻璃粉多是低铅或者高铅玻璃粉，玻璃粉中氧化铅在烧蚀减反射氮化硅玻璃层与熔蚀银粉等方面具有高效的作用，且含铅体系玻璃粉具有良好的流动性和润湿性，能实现Ag-Si欧姆接触更优化，实现电极栅线电阻与接触电阻更优化，从而实现太阳能电池电性能最大化的要求，所以绝大部分正面银浆所用玻璃粉为含铅体系，但负面影响是含铅会造成银电极附着力下降，同时对环境造成污染，不利于当下对环境保护的高标准要求。基于此，本领域的技术人员亟待寻求一种能够在不使用含铅玻璃粉体系的前提下制备出能够实现高焊接附着力，且具有合适的玻璃软化温度、良好的流动性和润湿性等性能的正面银浆。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其使用特定且不含铅的玻璃粉，在实现正面银电极与焊带之间高焊接附着力的同时实现了太阳能电池电性能的最大化，且电池组件使用寿命长。本专利技术同时还提供了晶体硅太阳能电池用正面银浆的制备方法。本专利技术同时还提供了晶体硅太阳能电池用正面银浆在制备背钝化晶体硅太阳能电池中的应用。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，所述正面银浆包括如下组分：有机载体、有机助剂、玻璃粉和银粉，其中所述玻璃粉的原料包括TeO2、附着力添加剂、Bi2O3、MgO、Ag2O和ZnO，所述附着力添加剂为选自Si、P、B或者Ge的氧化物中的一种或多种；所述玻璃粉的原料还选择性地包括Al2O3、ZrO2、R2O、PtO2和MoO中的一种或多种，所述R2O为选自Li、Na或者K的氧化物或盐中的一种或多种。根据本专利技术的一些优选方面，以质量百分含量计，所述玻璃粉的原料中，所述TeO2占40-60％、所述附着力添加剂占10-35％、所述Bi2O3占2-10％、所述MgO占5-10％、所述Ag2O占0.1-5％、所述ZnO占1-5％、所述Al2O3占0-5％、所述ZrO2占0-5％、所述R2O占0-1.5％、所述PtO2占0-5％和所述MoO占0-2％。更优选地，以质量百分含量计，所述玻璃粉的原料中，所述TeO2占40-50％、所述附着力添加剂占20-35％、所述Bi2O3占2-8％、所述MgO占5-10％、所述Ag2O占1-5％、所述ZnO占1-5％、所述Al2O3占1-5％、所述ZrO2占1-5％、所述R2O占0-1.5％、所述PtO2占0.5-3％和所述MoO占0-2％。根据本专利技术的一些优选方面，所述玻璃粉的原料还选择性地包括如下组分中的一种或多种：Nb2O5、Gd2O2、ReO2和Y2O3。进一步优选地，所述Nb2O5、所述Gd2O2和所述Y2O3在所述玻璃粉的原料中的含量分别为不超过1％，所述ReO2在所述玻璃粉的原料中的含量不超过1.5％。根据本专利技术的一些优选方面，所述玻璃粉的玻璃软化温度为180℃～420℃。根据本专利技术的一些优选方面，所述玻璃粉的D50粒径为1.0μm～2.5μm。更优选地，所述玻璃粉的颗粒中最大粒径不超过6μm，最小粒径不小于0.2μm。根据本专利技术的一些优选方面，以质量百分含量计，所述正面银浆中，所述有机载体占4-10％，所述有机助剂占0.1-1％，所述玻璃粉占0.5-5％，所述银粉占85-95％。根据本专利技术的一个具体方面，以质量百分含量计，所述正面银浆中，所述有机载体占7.7％，所述有机助剂占0.5％，所述玻璃粉占2.3％，所述银粉占89.5％。根据本专利技术的一些具体方面，所述有机载体由醇酯十二、二乙二醇丁醚、聚醚磷酸酯和乙基纤维素构成。优选地，以质量百分含量计，所述正面银浆中，醇酯十二占2-4％，二乙二醇丁醚占1-3％，聚醚磷酸酯占0.1-1％，乙基纤维素占1.5-3％。根据本专利技术的一些具体方面，所述有机助剂为单质锡。根据本专利技术，所述银粉选用市售常规用于制备正面银浆的银粉。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述玻璃粉通过如下方法制备而得：(1)按配方称取各原料，混合，在900-1500℃下煅烧，得玻璃液；(2)将经步骤(1)处理得到的玻璃液在去离子水中进行淬火处理，冷却后取出玻璃颗粒，烘干；(3)将经步骤(2)制备得到玻璃颗粒进行球磨，球料比1︰1-3，球磨分散剂为乙醇，球磨后过筛筛分，筛分目数为280-325目，制得粗制玻璃粉；(4)将经步骤(3)处理得到的所述粗制玻璃粉在500-900℃下煅烧，然后将煅烧所制得的玻璃液在去离子水中进行淬火处理，冷却后取出玻璃颗粒，烘干；(5))将经步骤(4)制备得到玻璃颗粒进行球磨，球料比1︰1-3，球磨分散剂为乙醇，球磨后过筛筛分，筛分目数为325-400目，烘干，即制得所述玻璃粉。更优选地，步骤(1)中，煅烧温度为1100-1500℃；步骤(4)中，煅烧温度为500-750℃。更优选地，步骤(2)中和步骤(5)中的烘干操作分别在60-80℃下进行。本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按配方比例称取各组分，混合制得浆料，研磨至浆料中颗粒粒径小于5μm，浆料粘度控制为200～300Pa·s，即制得所述晶体硅太阳能电池用正面银浆。本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆在制备背钝化晶体硅太阳能电池中的应用。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术的正面银浆通过使用了特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，所述正面银浆包括如下组分：有机载体、有机助剂、玻璃粉和银粉，其中所述玻璃粉的原料包括TeO2、附着力添加剂、Bi2O3、MgO、Ag2O和ZnO，所述附着力添加剂为选自Si、P、B或者Ge的氧化物中的一种或多种；所述玻璃粉的原料还选择性地包括Al2O3、ZrO2、R2O、PtO2和MoO中的一种或多种，所述R2O为选自Li、Na或者K的氧化物或盐中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，所述正面银浆包括如下组分：有机载体、有机助剂、玻璃粉和银粉，其中所述玻璃粉的原料包括TeO2、附着力添加剂、Bi2O3、MgO、Ag2O和ZnO，所述附着力添加剂为选自Si、P、B或者Ge的氧化物中的一种或多种；所述玻璃粉的原料还选择性地包括Al2O3、ZrO2、R2O、PtO2和MoO中的一种或多种，所述R2O为选自Li、Na或者K的氧化物或盐中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，以质量百分含量计，所述玻璃粉的原料中，所述TeO2占40-60％、所述附着力添加剂占10-35％、所述Bi2O3占2-10％、所述MgO占5-10％、所述Ag2O占0.1-5％、所述ZnO占1-5％、所述Al2O3占0-5％、所述ZrO2占0-5％、所述R2O占0-1.5％、所述PtO2占0-5％和所述MoO占0-2％。3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，以质量百分含量计，所述玻璃粉的原料中，所述TeO2占40-50％、所述附着力添加剂占20-35％、所述Bi2O3占2-8％、所述MgO占5-10％、所述Ag2O占1-5％、所述ZnO占1-5％、所述Al2O3占1-5％、所述ZrO2占1-5％、所述R2O占0-1.5％、所述PtO2占0.5-3％和所述MoO占0-2％。4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，所述玻璃粉的原料还选择性地包括如下组分中的一种或多种：Nb2O5、Gd2O2、ReO2和Y2O3，其中，所述Nb2O5、所述Gd2O2和所述Y2O3在所述玻璃粉的原料中的含量分别为不超过1％，所述ReO2在所述玻璃粉的原料中的含量不超过1.5％。5.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池用正面银浆，其特征在于，所述玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李潘剑，
申请(专利权)人：苏州博望新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32