一种玻璃粉及含该玻璃粉的银浆制造技术

本发明专利技术公开的一种玻璃粉及其制备方法和含该玻璃粉的银浆，玻璃粉为含有钒‑碲‑银的玻璃粉，该玻璃粉的软化温度为230‑330℃，玻璃粉的中值粒径为1‑2μm，将该玻璃粉应用于银浆中，可以满足银浆在230‑400℃的温度烧结的同时保证银浆烧结后，该玻璃体系形成牢固的三维网络结构，提升银电极的焊接拉力，在该玻璃粉的中还添加了其他金属元素使得玻璃粉的网络结构更加致密且完整，同时保证玻璃粉的稳定性。含有该玻璃粉的银浆中选择一种径大小均匀，粒径分布范围窄，分散性好且具有优异的导电性能的纳米银浆，制备的银浆可以在230‑400℃温度下进行烧结，且可以在不过度损伤电池片的前提下大大提高太阳能电池的光电转换效率。

A glass powder and a silver paste containing the glass powder

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃粉及含该玻璃粉的银浆
本专利技术涉及包含金属或合金的导电材料
，具体涉及一种玻璃粉及含该玻璃粉的银浆。
技术介绍
隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳能电池是由德国弗兰霍夫太阳能研究所提出的一种新型硅太阳能电池。隧穿氧化层钝化接触太阳能电池采用n型硅片，该太阳能电池结构自上而下依次为：正面电极、正面SiNx层、Al2O3层、P+掺杂层、n型硅片、SiO2隧穿氧化层、N+多晶硅层、背面SiNx层和背面电极。本公司于2019年4月29日申请的专利CN201910354176.X《一种N型太阳能电池正面电极金属化方法》，该专利公开了一种N型太阳能电池正面电极金属化方法，该金属化方法为：在SiNx层上印刷铝浆形成第一细栅，然后第一细栅上叠印银浆形成第二细栅，最后在第一细栅上印刷正面银浆形成主栅。用作第一细栅的铝浆电阻较大，在该正面电极的作用是增加细栅与正面硅片的线电阻，该正面电极结构对叠印在第一细栅上的第二细栅银浆的要求为：具有低的线电阻，与第一细栅铝浆具有良好的银铝附着且银铝接触电阻低，且栅线要尽量细，最好能在较低的温度下烧结，减少对硅片的损伤的作用。作为印刷在第一细栅上的正面主栅银浆的要求为：该正面主栅浆料的活性要高、具有好的焊接拉力、线电阻低、烧结温度低、复合低等。
技术实现思路
为了解决上述问题本专利技术提供了一种玻璃粉及其制备方法和含该玻璃粉的银浆，作为低温烧结银浆的核心材料——玻璃粉，本专利技术的提供的玻璃粉软化点在230-330℃，因此含有该玻璃粉的银浆在较低温环境下活性较高，本专利技术的银浆既可以印刷在第一细栅上作为第二细栅浆料，又可以作为主栅浆料，且满足在低温下烧结，线电阻低、复合小、具有好的焊接拉力等优点，本专利技术的具体内容如下：本专利技术提供了一种玻璃粉，其技术点在于：所述的玻璃粉为包含式(Ⅰ)的钒-碲-银的玻璃粉：Va-Teb-Agd-Mc-Ne，(1)，其中0＜a、b、c或d＜1，a、b、c和d的和为1，其中0.1≤a≤0.3、0.3≤b≤0.5、0.01≤c≤0.03、0.3≤d≤0.5，M为一种或者多种元素，e为平衡该玻璃粉电荷的自然数。在本专利技术的有的实施例中，所述的M元素选自硼元素、铝元素、镓元素、硅元素、锗元素、锡元素、磷元素、铌元素、钛元素、钼元素、钨元素、铬元素、碱金属元素和碱土金属元素中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的N元素选自氧元素、卤族元素、碳酸根和硝酸根中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的玻璃粉的软化温度为230-330℃，所述的玻璃粉的中值粒径为1-2μm。本专利技术还提供了一种含有上述玻璃粉的银浆，其技术点在于：所述的含有玻璃粉的银浆以质量份数计，由80-95质量份的银粉、5-13质量份的有机载体和2-4质量份的所述玻璃粉混合制备而成。在本专利技术的有的实施例中，所述银粉的中值粒径D50为50-500nm。在本专利技术的有的实施例中，所述银粉的比表面积为3-10m2/g，所述银粉在540℃烧蚀30min的烧损率为0.2-0.4％，所述银粉的振实密度为6-8g/mL。在本专利技术的有的实施例中，所述的有机载体为触变剂、增稠剂、增韧剂、表面活性剂、抗氧剂、粘结剂、分散剂和溶剂中的至少一种。上述的溶剂选自相同温度下，饱和蒸气压较低的溶剂，该溶剂可以选择二乙二醇二丁醚、醇酯十二和乙二醇二醋酸酯中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，所述的含有玻璃粉的银浆作为正面主栅其焊接拉力为2-4.3N，所述的含有玻璃粉的银浆的烧结温度为230-400℃，所述的含有玻璃粉的银浆用于制备隧穿氧化层钝化接触太阳能电池的正面电极。本专利技术还提供了一种玻璃粉的制备方法，其技术点在于：包括如下步骤：步骤1：将所述的玻璃粉中的各个组分按比称量好，并混合均匀得到混合物料；步骤2：将步骤1中的混合物料投入球磨机中研磨4-6h，使其混合均匀，然后将研磨好的混合物料放入烘干的刚玉坩埚中，并将所述的刚玉坩埚投入1000-1400℃的电阻炉中熔融50-60min；步骤3：将步骤2所述的刚玉坩埚从电阻炉中取出，然后将所述的熔融后的混合物料迅速倒入冷水中进行水淬，最后将水淬后的混合物料进行烘干处理，得到固态混合物物料；步骤4：将步骤3中固态混合物料投入气流磨中磨碎，所述的气流磨工作气压为0.3-0.5MPa，分级轮转速为400-600r/min，磨碎后将所述的固态混合物料投入干燥箱中干燥，即得到所述的玻璃粉。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术公开的一种玻璃粉为钒-碲-银的玻璃粉，该玻璃粉的网络结构强度强，且该玻璃粉的软化温度为230-330℃，将该玻璃粉应用于银浆中，可以满足银浆在230-400℃的温度烧结的同时保证银浆烧结后该玻璃体系能够形成牢固的三维网络结构，将其应用于主栅浆料时可以提升正面银电极的焊接拉力，将应用于叠印的细栅浆料时可以降低银铝的接触电阻以及银电极的线电阻。2、本专利技术的一种玻璃粉中还辅以硼元素、铝元素、镓元素、硅元素、锗元素、锡元素、磷元素、铌元素、钛元素、钼元素、钨元素、铬元素、碱金属元素和碱土金属元素等金属元素，这些金属元素的加入可以使得玻璃粉的网络结构更加致密且完整，同时保证玻璃粉的稳定性。3、本专利技术的一种含有玻璃粉的银浆，选用的纳米银粉的粒径大小均匀，粒径分布范围窄，分散性好且具有优异的导电性能，本专利技术的纳米银粉的中值粒径D50为50-500nm，比表面积为3-10m2/g，所述银粉在540℃烧蚀30min的烧损率为0.2-0.4％，所述银粉的振实密度为6-8g/mL，该纳米银粉应用于制备低温烧结银浆中，可以使得该银浆在230-400℃的温度下进行烧结时具有较好的流动性且对硅片的损伤少，将其作为正面主栅时焊接拉力为2-4.3N。附图说明图1为本专利技术的实施例1、4制备的玻璃粉的DSC图；图2为本专利技术的实施例2制备的玻璃粉的DSC图；图3为本专利技术的实施例3、5制备的玻璃粉的DSC图；图4为本专利技术的实施例1制备的银浆的SEM扫描电镜图；图5为本专利技术的实施例2制备的银浆的SEM扫描电镜图；图6为本专利技术的实施例3制备的银浆的SEM扫描电镜图；图7为本专利技术的实施例4制备的银浆的SEM扫描电镜图；图8为本专利技术的实施例5制备的银浆的SEM扫描电镜图；图9为本专利技术的实施例1所选用的银粉的SEM图；图10为本专利技术的实施例2所选用的银粉的SEM图；图11为本专利技术的实施例3所选用的银粉的SEM图；图12为本专利技术的实施例4所选用的银粉的SEM图；图13为本专利技术的实施例5所选用的银粉的SEM图。具体实施方式为了解决上述问题本专利技术提供了一种玻璃粉及其制备方法和含该玻璃粉的银浆，该玻璃粉的软化点低，含有该玻璃粉的银浆在较低温环境下活性较高，印刷形成正面电极拉力高，本专利技术的具体内容如下：本专利技术提供了一种软化温度为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃粉，其特征在于：所述的玻璃粉为包含式(Ⅰ)的钒-碲-银的玻璃粉：/nV

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉，其特征在于：所述的玻璃粉为包含式(Ⅰ)的钒-碲-银的玻璃粉：
Va-Teb-Agd-Mc-Ne(Ⅰ)，
其中0＜a、b、c或d＜1，a、b、c和d的和为1，其中0.1≤a≤0.3、0.3≤b≤0.5、0.01≤c≤0.03、0.3≤d≤0.5，M为一种或者多种元素，e为平衡该玻璃粉电荷的自然数。


2.根据权利要求1所述的一种玻璃粉，其特征在于：所述的M元素选自硼元素、铝元素、镓元素、硅元素、锗元素、锡元素、磷元素、铌元素、钛元素、钼元素、钨元素、铬元素、碱金属元素和碱土金属元素中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种玻璃粉，其特征在于：所述的N元素选自氧元素、卤族元素、碳酸根和硝酸根中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种玻璃粉，其特征在于：所述的玻璃粉的软化温度为230-330℃，所述的玻璃粉的中值粒径为1-2μm。


5.一种含有权利要求1-4任一项所述的玻璃粉的银浆，其特征在于：所述的含有玻璃粉的银浆以质量份数计，由80-95质量份的银粉、5-13质量份的有机载体和2-4质量份的所述玻璃粉混合制备而成。


6.根据权利要求5所述的一种含有玻璃粉的银浆，其特征在于：所述银粉的中值粒径D50为50-500nm。


7.根据权利要求5所述的一种含有玻璃粉的银浆，其特征在于：所述银粉的比表面积为3-10m2/g，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛平，赵新，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