一种单晶双面PERC电池背面电极银浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种单晶双面PERC电池背面电极银浆及其制备方法，该电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成；该制备方法包括有机载体的制备和电极银浆制备两步。本发明专利技术提供的电极银浆能使电极具备较弱钝化层蚀刻能力的同时提供高的附着力，同时还能保证与背面局部电场的完美结合，有利于提高开压、短流同时降低串阻，从而提高光电转化效率；本发明专利技术提供的制备方法工艺简单、操作方便，所需使用的设备为常见设备，制备成本低。

A silver paste for back electrode of single crystal double sided perc battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种单晶双面PERC电池背面电极银浆及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其是一种单晶双面PERC电池背面电极银浆及其制备方法。
技术介绍
太阳能作为一种新型的清洁、可再生能源，成为二十一世纪人类长远发展获取能源需求的重要方式，因此近年来，得到世界各国的关注和生产。太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，并且世界上硅材料的资源极其丰富，因此晶体硅太阳能电池成为研究、应用最广泛的太阳能电池。目前晶体硅太阳能电池主要集中为电站建设，而国内民用太阳能的普及率依然很低，因此降低成本和提高效率一直是光伏行业努力的方向。PERC(PassivatedEmitterandRearContact，钝化发射极及背面局部接触)电池是一种新型、高效的晶体硅电池，相比于常规电池(P型多晶/单晶电池)，PERC电池主要增加了背钝化和激光开孔两个工艺环节，因此和常规电池产线具有很高的兼容性，而相比与其他高效电池而言，具有明显的成本优势。单晶双面PERC电池是目前单晶PERC电池中一种高效的结构电池，背面电极由丝网印刷得到，而其背电场为局部背电场，采用细线印刷的方式制备，印刷图形类似于正面电极，同时背电场包裹着背电极，两者之间有局部重叠的地方，经过烘干烧结之后，重叠处生成银铝合金，形成良好的导电通道。双面PERC电池相比与单面PERC电池有两大难点：难点一，SiNx钝化层的厚度相对较薄，厚度几乎减半，因此为了保证背面钝化膜的钝化效果，这就要求背电极与钝化层具有较低的反应活性，在烧结的过程中不能蚀刻穿钝化层，从而达到提高开压和短流的效果，与此同时，要求背电极与SiNx低反应活性的前提下又能提供与硅片良好的附着力，这就对无机组分提出了很高的要求；难点二，由于背面局部电场采用类似于正面电极的细线印刷方式，因此背面电场浆料有机体系需要与背场浆料的体系兼容，需要具有较好的润湿性和流动性，在烘干烧结后，背电场具有一定的栅线高度，为了使背电极和背电场的完美搭接以便形成良好的银铝合金导电通道，就要求背电极也需要一定的塑形和印刷高度，这就对背电极浆料的流变特性提出了更高的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种单晶双面PERC电池背面电极银浆及其制备方法，用于克服现有技术中背电极与背电场无法较好匹配以及背电极无法较好腐蚀钝化层提供优异的附着力等缺陷，实现电极银浆能使电极具备较弱钝化层蚀刻能力的同时提供高的附着力，同时还能保证与背面局部电场的完美结合，有利于提高开压、短流同时降低串阻，从而提高光电转化效率。为实现上述目的，本专利技术提出一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，所述电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成，所述其他添加剂包括硅油、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、司盘85和巴斯夫A-81醛树脂中的至少一种；所述电极银浆的细度≤15μm，粘度为50～100Pa.S。为实现上述目的，本专利技术还提出一种单晶双面PERC电池背面电极银浆制备方法，包括以下步骤：(1)按质量比(5～20)：(70～90)：(1～10)称取树脂、有机溶剂和其他添加剂，先将树脂加入到有机溶剂中溶解得到透明树脂溶液，再将所述透明树脂溶液与其他添加剂进行机械混合，得到有机载体；(2)按质量比(45～70)：(1～8)：(25～50)称取导电功能相、无机粘接相和步骤(1)制备的有机载体，混合、轧制，得到单晶双面PERC电池背面电极银浆。与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：1、本专利技术提供的单晶双面PERC电池背面电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成；所述电极银浆的细度≤15μm，粘度为50～100Pa.S。该电极银浆通过采用不同粒径分布的高活性、高分散性银粉进行搭配使用，从而使栅线中银粉颗粒间填充更均匀、密实，银层更易烧结致密，烧结后银线具备更好的导电性；通过选择至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉为无机粘接相，所设计的无机粘接相具有较高的高温粘度，在单晶双面PERC电池烧结过程中，无机粘接相会蚀刻氮化硅钝化层，但由于无机粘接相具有高的高温粘度，不会造成过度腐蚀，既能保证电池电性能，又能提供较好的附着力；通过调整有机载体组成来匹配目前市面上单晶双面PERC铝浆的有机体系，使银、铝接触具有更大的接触面，铝背场收集的电流更易导通到背面电极上，有效降低了整体的串联电阻，提高短路电流，从而提高电池片的光电转化效率。2、本专利技术提供的单晶双面PERC电池背面电极银浆制备方法工艺简单、操作方便，所需使用的设备为常见设备，制备成本低。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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。无特殊说明，所使用的药品/试剂均为市售。本专利技术提出一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，所述电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成，所述其他添加剂包括硅油、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、司盘85和巴斯夫A-81醛树脂中的至少一种；所述电极银浆的细度≤15μm，粘度为50～100Pa.S。优选地，所述两种或多种不同粒径的银粉均为球状、近球状或微片状，银粉粒径D50为0.1～1.5μm。优选地，所述两种或多种不同粒径的银粉的粒径规格D50差距≥0.3μm，松装密度为2～4g/cm3，振实密度为3～6g/cm3，便于银粉的分散。本专利技术中选择球状、近球状或微片状银粉是因为其具有较好的流动性，且选择不同粒径规格的银粉进行搭配，使其能相互填充密实，粉体颗粒间具有较好的堆积密度，有利于电极在PERC电池低温烧结工艺下烧结致密，形成良好的导电通道，并提供良好的可焊性。本专利技术经过研究发现，单晶双面PERC电池背面电极银浆使用的银粉粒径D50在0.1～1.5μm范围内，单一粉体颗粒烧结活性较好，能在PERC工艺的较低温烧结下迅速烧结致密，有利于提高栅线导电流通，同时致密的栅线有利于提供较好的可焊性。优选地，所述玻璃粉为PbO，Bi2O3，TeO2，B2O3，SiO2，Al2O3，MgO，Na2O，V2O5，MnO2和ZnO中的至少两种组成。优选地，所述玻璃粉的粒径D50为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成，所述其他添加剂包括硅油、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、司盘85和巴斯夫A‑81醛树脂中的至少一种；所述电极银浆的细度≤15μm，粘度为50～100Pa.S。

【技术特征摘要】
1.一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述电极银浆包括如下质量百分含量的各组分：45～70％的导电功能相，1～8％的无机粘接相，25～50％的有机载体；所述导电功能相由至少两种不同粒径的银粉组成；所述无机粘接相由至少两种具有不同软化点和高温粘度曲线的玻璃粉组成；所述有机载体由树脂、有机溶剂和其他添加剂组成，所述其他添加剂包括硅油、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺、司盘85和巴斯夫A-81醛树脂中的至少一种；所述电极银浆的细度≤15μm，粘度为50～100Pa.S。2.如权利要求1所述的一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述两种或多种不同粒径的银粉均为球状，银粉粒径D50为0.1～1.5μm。3.如权利要求2所述的一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述两种或多种不同粒径的银粉的粒径规格D50差距≥0.3μm，松装密度为2～4g/cm3，振实密度为3～6g/cm3。4.如权利要求1所述的一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述玻璃粉为PbO，Bi2O3，TeO2，B2O3，SiO2，Al2O3，MgO，Na2O，V2O5，MnO2和ZnO中的至少两种组成。5.如权利要求4所述的一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述玻璃粉的粒径D50为0.5～3μm，软化点为500～800℃。6.如权利要求4或5所述的一种单晶双面PERC电池背面电极银浆，其特征在于，所述无机粘接相由如下质量百分含量的组分组成：15～55％PbO，15～55％Bi2O3，5～20％TeO2，5～15％B2O3，5～25％S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，杨华荣，胡进，殷双，严红革，李蓉，朱彪，陈吉华，
申请(专利权)人：湖南省国银新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43