一种玻璃粉及包括该玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆制造技术

本发明专利技术公开了一种玻璃粉及包括该玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆，包括导电银粉、硅铝合金粉、玻璃粉和有机载体，其中玻璃粉的包括如下组分的重量含量：0～50％的PbO、0～50％的BiO、5～15％的B2O3、8～9％的SiO2、2～3％的Al2O3和5～15％ZnO，玻璃粉中硅和铝的质量之比为4～5:1，导电银粉的含量为80～90wt％，导电银粉包括纳米银粉和银合金粉，该纳米银粉和银合金粉的质量比为1：18～90。本发明专利技术所制备的玻璃粉既保证了SiNx的腐蚀，也不会造成较强的金属化复合，用该玻璃粉制备得到的银铝浆解决了N型晶硅太阳能电池正面印刷银铝浆接触电阻和开路电压的矛盾问题。

A glass powder and silver-aluminium paste for front of N-type double-sided solar cells including the glass powder

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃粉及包括该玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆
本专利技术属于太阳能电池领域，尤其涉及一种玻璃粉及包括该玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆。
技术介绍
太阳能电池领域一直追逐的目标是：提高转换效率跟降低成本，目前P型晶硅电池占据晶硅电池市场的绝对份额，N型单晶硅较常规的P型单晶硅具有少子寿命高、光致衰减小等优点，具有更大的效率提升空间，同时，N型单晶组件具有弱光响应好、温度系数低等优点。因此，N型单晶系统具有发电量高和可靠性高的双重优势。随着电池新技术和工艺的引入，N型单晶电池的效率优势会越来越明显，且N型单晶电池市场份额将从2014年的5％左右提高到2025年的35％左右。目前研究的N型单晶高效电池主要有：PERT电池、HIT电池和IBC电池，其中PERT与现有产线兼容性高，引起很多一流制造厂商和市场的密切关注。PERT是一种典型的双面电池，双面太阳电池是指硅片的正面和反面都可以接受光照并能产生光生电压和电流的太阳电池。目前科研人员在研究银铝浆时主要是通过以下几个方面进行改进的：(1)降低银铝浆的制造成本：主要是通过降低浆料中成本比较高的组分的使用，从而降低浆料的成本，如中国专利CN200710042439.0制备得到的浆料制备降低了高价格银浆的使用量，降低制造成本的同时，避免了银铝烧结不同步，避免了印烧过程产生铝珠的现象，欧姆接触良好，提高光电转化率，但是该技术方案制备得到的银铝浆接烧结温度较高，会导致表面复合增加，光电转化效率会有所降低。(2)提高银铝浆导电电极的光电转化率：主要集中在增加欧姆接触、减少复合、增加开压以及减少接触电阻等方面，如中国专利专利CN201610264780.X的银铝浆料中包含了银粉和铝粉作为基础导致金属成分，其中应用的铝和银共同作为导电金属粉料，由于铝粉代替了部分的银粉，所以导电浆料的成本得到很好的降低。同时本专利技术加入了石墨烯增加了银铝浆料烧结后的导电性能，但是在银铝浆中使用金属铝粉，制备得到的银铝浆印刷时线电阻会偏高，从而使串联电阻变大，尤其在细栅印刷线框小于30μm时，银铝浆中导电铝的量对线电阻的影响更大。(3)减少导电银铝浆的环境污染：主要集中在减少Pb等重金属在浆料中的应用，如中国专利CN201010294275.2的浆料以不含有害物质的环保玻璃粉作为粘结剂，环保型有机试剂作为溶剂和稀释剂，制备的银铝浆不含欧盟RoHS指令所禁止的六项物质(Pb、Cd、Hg、Cr(VI)、多溴联苯PBB、多溴联苯醚PBDE)，做到了真正意义上的环保，但是该浆料不适合低温烧结浆料的使用，且不含有Pb的玻璃粉不适合钝化层SiNx的烧结，不能满足低温烧结要求。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种玻璃粉及包括该玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆。技术方案：本专利技术的第一个创新点在于：提供了一种玻璃粉，所述玻璃粉的包括如下组分的重量含量：0～50％的PbO、0～50％的BiO、5～15％的B2O3、8～9％的SiO2、2～3％的Al2O3和5～15％ZnO，其中，所述玻璃粉中硅和铝的质量之比为4～5:1，所述玻璃粉中还包括5～15％的第Ⅰ主族元素的氧化物和5～15％第Ⅱ主族元素的氧化物。在有的实施例中，所述第Ⅰ主族元素的氧化物是LiO、K2O、Na2O、Cs2O、Li2CO3、K2CO3、NaCl和KCl中的一种或者几种第Ⅰ主族元素的化合物制备得到的。在有的实施例中，所述第Ⅱ主族元素的氧化物是MgO、CaO、BaO、SrO、CaCO3、MgCO3和BaCO3中的一种或者几种第Ⅱ主族元素的化合物制备得到的。在有的实施例中，所述玻璃粉的软化温度为300～400℃，所述玻璃粉的平均粒径D50为0.5～5μm。本专利技术的第二个创新点在于：还提供了一种包含所述玻璃粉的一种N型双面太阳能电池正面用银铝浆，包括导电银粉、硅铝合金粉、玻璃粉和有机载体，其特征在于：所述导电银粉的含量为80～90wt％，所述导电银粉包括平均粒径为50～100nm的纳米银粉和平均粒径为1～10μm的银合金粉，所述纳米银粉和银合金粉的质量比为1：18～90，所述玻璃粉的含量为5～10wt％。在有的实施例中，所述纳米银粉的含量大于99.9％，所述纳米银粉的松装密度为1.4～1.90g/cm3，所述纳米银粉的振实密度为2.6～4.1g/cm3，所述纳米银粉的方阻为0～0.002Ω/sq。在有的实施例中，所述铝硅合金粉的含量为1～10wt％，所述硅铝合金粉的平均粒径为0.5～5μm，所述铝硅合金粉的熔点为450～650℃，所述铝硅合金粉中的Si的质量分数为12～25％。在有的实施例中，所述铝硅合金粉的熔点为500～600℃，所述硅铝合金粉为包括Si质量分数为12％的铝硅合金粉、Si质量分数为20％铝硅合金粉及Si质量分数为25％铝硅合金粉三者中的至少一种。在有的实施例中，所述有机载体含量为5～10wt％，所述有机载体包括有机粘结剂、表面分散剂和触变剂，所述有机粘结剂包括1～3质量份的有机树脂和7～9质量份的有机溶剂。在有的实施例中，所述有机树脂选自乙基纤维素、醋酸丁基纤维素中的一种或几种，所述有机溶剂选自松油醇、醇酯十二、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、甘油中的一种或几种，所述表面分散剂选硬脂酸、硬脂酸衍生物和不饱和脂肪酸中的一种或多种，所述的触变剂选自改性氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的一种或多种。在有的实施例中，所述银铝浆的烧结温度为700～750℃。有益效果：本专利技术的具体优势如下：(1)本专利技术的提供的一种玻璃粉软化温度低、玻璃化程度高，高温熔融状态下对钝化层及银粉有良好的浸润性，能够穿透减反射膜层形成良好的欧姆接触。本专利技术的玻璃粉中引入第Ⅰ主族和第Ⅱ主族元素的氧化物，既增加玻璃粉对钝化层的腐蚀，又不会造成比较严重的金属复合；本专利技术的玻璃粉引入第三主族元素增加掺杂；本专利技术的玻璃粉在制作的过程中调节硅铝比例合适，因此可以改善玻璃粉的粘度，从而改进银颗粒的大小，降低复合和接触电阻。(2)本专利技术含有该玻璃粉的银铝浆，本专利技术的银铝浆是将纳米银粉跟普通银粉复配的导电金属，加入的纳米银粉减少了接触电阻；本专利技术中还添加了硅铝合金，减少了硼的析出，保证了欧姆接触，提高开压。(3)本专利技术的银铝浆中玻璃粉的含量为5～10wt％，本专利技术的银铝浆中玻璃粉的含量高，既对SiNx破坏小，又可以降低配方中银的含量，降低了生产成本，且该含量的玻璃粉溶解银的能力较强，且接触电阻较小，还不容易形成复合中心，用其制备得到的太阳能电池的开压高，提高电池的转换效率。(4)本专利技术的铝硅合金粉的含量为1～10wt％，既能在银硅合金界面形成有效的铝掺杂，减少接触电阻和体电阻，提高光电转换效率；本专利技术的铝硅合金粉的粒径为0.5～5μm，既不会使含氧量偏高，减少氧化，还可以在发射极形成有效的铝掺杂，接触电阻降低，又利于窄线宽的丝网印刷。(5)本专利技术制备的银铝浆烧结温度较低为700～750℃，该温度烧结时表面复合降低，从而提高光电转换效率。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃粉，其特征在于：所述玻璃粉的包括如下组分的重量含量：0～50％的PbO、0～50％的BiO、5～15％的B2O3、8～9％的SiO2、2～3％的Al2O3和5～15％ZnO，其中，所述玻璃粉中硅和铝的质量之比为4～5:1，所述的玻璃粉中还包括5～15％的第Ⅰ主族元素的氧化物和5～15％第Ⅱ主族元素的氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉，其特征在于：所述玻璃粉的包括如下组分的重量含量：0～50％的PbO、0～50％的BiO、5～15％的B2O3、8～9％的SiO2、2～3％的Al2O3和5～15％ZnO，其中，所述玻璃粉中硅和铝的质量之比为4～5:1，所述的玻璃粉中还包括5～15％的第Ⅰ主族元素的氧化物和5～15％第Ⅱ主族元素的氧化物。2.根据权利要求1所述的玻璃粉，其特征在于：所述的第Ⅰ主族元素的氧化物是LiO、K2O、Na2O、Cs2O、Li2CO3、K2CO3、NaCl和KCl中的一种或者几种第Ⅰ主族元素的化合物制备得到的。3.根据权利要求1所述的玻璃粉，其特征在于：所述的第Ⅱ主族元素的氧化物是MgO、CaO、BaO、SrO、CaCO3、MgCO3和BaCO3中的一种或者几种第Ⅱ主族元素的化合物制备得到的。4.根据权利要求1所述的玻璃粉，其特征在于：所述的玻璃粉的软化温度为300～400℃，所述的玻璃粉的平均粒径D50为0.5～5μm。5.一种包含权利要求1所述的玻璃粉的N型双面太阳能电池正面用银铝浆，包括导电银粉、硅铝合金粉、玻璃粉和有机载体，其特征在于：所述导电银粉的含量为80～90wt％，所述导电银粉包括平均粒径为50～100nm的纳米银粉和平均粒径为1～10μm的银合金粉，所述纳米银粉和银合金粉的质量比为1：18～90，所述玻璃粉的含量为5～10wt％。6.根据权利要求5所述的N型双面太阳能电池正面用银铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹏，施赛杰，郑金华，
申请(专利权)人：南通天盛新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32