一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆及其制备方法，该应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆由银粉(值粒径为700‑900nm，振实密度为5‑6g/mL的球状银粉A和中值粒径为280‑450nm，振实密度为4‑5g/mL球状银粉B的混合物)、有机载体(以3‑5wt％的聚乙烯醇缩丁醛酯树脂和5‑10wt％的丙烯酸树脂的混合物为主树脂)和玻璃粉(中值粒径为0.7‑1μm，软化温度为600‑800℃的铜‑铋‑锰‑碲系玻璃粉)混合制备而成。该配方体系可以使得银浆在烧结后和n型硅片表面的粘附性好，使得银浆的焊接拉力大，使得正面主栅线的焊接拉力在4N以上，并且浆料自身的致密性好光电转化效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆及其制备方法
本专利技术属于包含金属或合金的导电材料
，具体涉及一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆及其制备方法。
技术介绍
商品化晶硅太阳能电池主要以P型晶体硅为原料，通过制绒、扩散、刻蚀去边、镀氮化硅减反射膜层、印刷正银栅线、背铝和背银电极等产线工艺获得P型晶硅太阳电池。其中，P型晶硅太阳电池的P-n结位于电池前表面，P型基极中光生载流子可通过扩散输运到电池前表面被有效分离，进而实现光电转换。据国际光伏技术路线图(ITRPV)报道，P型晶硅太阳电池的市场占有率较高。而传统的P型晶硅太阳电池采用P型晶体硅为原料，其内部硼氧复合体在光照下逐渐被激活，形成陷阱中心，相应电池的光电转换效率降低，晶硅光伏组件的光衰减严重。以n型晶体硅为原料制作的太阳能电池光衰减较低，能够避免传统P型晶硅太阳电池的光衰减问题。n型太阳能电池用正面银浆是n型晶体硅电池中成本仅次于n型硅片的原材料，且它的优劣直接影响着电池片的各项性能，进而决定着电池片的分档级别。n型太阳能电池用银浆由高纯度(99.9％)的金属银的微粒、无机玻璃相、有机载体组成。各组分品位的高低、含量的多少，以及形状、大小与n型太阳能电池银浆性能都有着密切关系，各组分的性质不同，在浆料中所起的作用也不相同。其中银粉作为导电功能相，其优劣将直接影响到电极材料的体电阻、接触电阻等。无机体系为高温粘接相，主要起着正面银浆与硅片的粘附作用，并且对银粉的烧结也有不可忽视的作用，对银硅能否形成良好的欧姆接触至关重要。有机载体作为承载银粉和无机体系的关键组成，对印刷性能、印刷质量等都起着重要作用。有机载体一般为树脂和溶剂的复合体，其中树脂起着增加塑性和搭建网络结构的作用，有机溶剂则起着溶解树脂、润湿银粉和无机体系，调节黏度的作用。《电力材料》杂志报道了《银粉形貌对正面银浆附着力的影响研究》，该文献中详细说明了银粉表面的的粗糙程度对正面银浆附着力的影响，实验表面银粉表面越粗糙，正面银浆附着力越大，当银粉表面有空洞存在时，在烧结的过程中，银粉内部与玻璃粉相通，形成的正面银浆附着力最大。《贵金属》杂志报道了《无铅玻璃粉含量及粒径对银浆性能的影响》，其中提到了玻璃粉粒径变得较细时，玻璃相浸润银颗粒均匀，银颗粒连接紧密，银膜烧结致密，孔洞率减小，附着力提高。为了收集由n型太阳能电池产生的电流并将其导出，需要在n型太阳能电池的正表面制备主栅电极及副栅线电极。其中，主栅线电极能够将副栅线上的电流进行汇集，并通过焊带向外传导。这就要求主栅线能够与焊带在焊接过程中形成良好的焊接拉力。高的主栅拉力可以大幅度减少电极的接触性损失，延长组件使用寿命和输出功率时间。目前大多数光伏组件生产仍然采用人工焊接的操作工艺，实现太阳能电池组件的组合连接。影响主栅与焊带焊接质量的因素主要有主栅银浆、焊接温度和时间、焊带、助焊剂以及人工操作的焊接压力和焊接仪器的回温速度等因素决定人工焊接过程会因不同操作人员以及环境影响，发生虚焊、过焊以及焊带与主栅连接强度差等问题。虚焊会增加组件的串联电阻，降低组件电流产出效率；过焊会造成电池片变形和隐裂。
技术实现思路
为了解决上述问题本专利技术提供了一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆及其制备方法，本专利技术的具体内容如下：本专利技术的目的在于提供一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，其技术点在于：以应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆的质量为100wt％，应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆包括80-95wt％的银粉，8-20wt％的有机载体和1-5wt％的铜-铋-锰-碲系玻璃粉。上述的银粉是球状银粉A和球状银粉B的混合物，以银粉的质量为100wt％，球状银粉A含量为70-85wt％，球状银粉B含量为15-30wt％；球状银粉A的中值粒径为700-900nm，振实密度为5-6g/mL，球状银粉B的中值粒径为280-450nm，振实密度为4-5g/mL。所述的铜-铋-锰-碲系玻璃粉的中值粒径为0.7-1μm，软化温度为600-800℃。上述有机载体包括树脂、有机溶剂和有机助剂，以有机载体的质量为100wt％，树脂的含量为6-15wt％，溶剂的含量为80-85wt％，有机助剂的含量为5-10wt％。上述树脂的分子量为1000-50000，包括3-5wt％的聚乙烯醇缩丁醛酯树脂和5-10wt％的丙烯酸树脂。在本专利技术的有的实施例中，上述的每100mol铜-铋-锰-碲系玻璃粉由如下的化合物混合制备而成：50-60mol％的含铜化合物、2-3mol％的含铋化合物、5-7mol％的含锰化合物和2-2.4mol％含碲化合物。在本专利技术的有的实施例中，上述的铜-铋-锰-碲系玻璃粉的制备原料还包括如下的化合物：20-40mol％的含硅化合物，0.5-1mol％的含铝化合物和3-3.6mol％的含钛化合物。在本专利技术的有的实施例中，上述的化合物为氧化物、卤化物、硝酸根化合物、亚硝酸根化合物、碳酸根化合物、碳酸氢根化合物、硫酸根化合物和磷酸根化合物中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，上述的树脂还可包括乙基纤维素树脂、松香树脂和酚醛树脂中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，上述的有机溶剂为醇脂十二、松油醇、柠檬酸三丁酯和丁基卡必醇醋酸酯中的至少一种。在本专利技术的有的实施例中，上述的有机助剂为流平剂、触变剂、消泡剂、催干剂、分散剂和降粘剂中的至少一种。按照上述配方，本专利技术的另外一个目的在于提供一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆的制备方法包括以下步骤：步骤一：用分析天平精确称量各个组分的重量，将有机载体和玻璃粉加入离心管中混合均匀，然后将所述离心管放入离心机中离心1-3次制备得到玻璃浆，所述离心机的转速为800-1200rmp，离心时间为3-7min；步骤二：将步骤一制备得到的玻璃浆至于三辊机中进行三辊研磨处理，所述三辊机的辊间距为5-40μm，所述三辊机的转速为100-200rmp；步骤三：向步骤二中三辊后的玻璃浆中加入所述银粉后离心2次，所述离心转速为500-600rmp，得到所述的应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，所述应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆在10rmp转速下的粘度为20-30Pa·s/25℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆由银粉(值粒径为700-900nm，振实密度为5-6g/mL的球状银粉A和中值粒径为280-450nm，振实密度为4-5g/mL球状银粉B的混合物)、有机载体(以3-5wt％的聚乙烯醇缩丁醛酯树脂和5-10wt％的丙烯酸树脂的混合物为主树脂)和中值粒径为0.7-1μm，软化温度为600-800℃的铜-铋-锰-碲系玻璃粉混合制备而成。该配方体系可以使得银浆在烧结后和n型硅片表面的粘附性好，使得银浆的焊接拉力大，使得正面主栅线的焊接拉力在4N以上，并且浆料自身的致密性好，光电转化效率高。附图说明图1为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，其特征在于：以所述应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆的质量为100wt％，所述应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆包括80-95wt％的银粉、8-20wt％的有机载体和1-5wt％的铜-铋-锰-碲系玻璃粉；/n所述银粉是球状银粉A和球状银粉B的混合物，以所述银粉的质量为100wt％，所述球状银粉A含量为70-85wt％，所述球状银粉B含量为15-30wt％；/n所述球状银粉A的中值粒径为700-900nm，振实密度为5-6g/mL，所述球状银粉B的中值粒径为280-450nm，振实密度为4-5g/mL；/n所述的铜-铋-锰-碲系玻璃粉的中值粒径为0.7-1μm，软化温度为600-800℃；/n所述有机载体包括树脂、有机溶剂和有机助剂，以所述有机载体的质量为100wt％，所述树脂的含量为6-15wt％，所述溶剂的含量为80-85wt％，所述有机助剂的含量为5-10wt％；/n所述树脂的分子量为1000-50000，包括3-5wt％的聚乙烯醇缩丁醛酯树脂和5-10wt％的丙烯酸树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，其特征在于：以所述应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆的质量为100wt％，所述应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆包括80-95wt％的银粉、8-20wt％的有机载体和1-5wt％的铜-铋-锰-碲系玻璃粉；
所述银粉是球状银粉A和球状银粉B的混合物，以所述银粉的质量为100wt％，所述球状银粉A含量为70-85wt％，所述球状银粉B含量为15-30wt％；
所述球状银粉A的中值粒径为700-900nm，振实密度为5-6g/mL，所述球状银粉B的中值粒径为280-450nm，振实密度为4-5g/mL；
所述的铜-铋-锰-碲系玻璃粉的中值粒径为0.7-1μm，软化温度为600-800℃；
所述有机载体包括树脂、有机溶剂和有机助剂，以所述有机载体的质量为100wt％，所述树脂的含量为6-15wt％，所述溶剂的含量为80-85wt％，所述有机助剂的含量为5-10wt％；
所述树脂的分子量为1000-50000，包括3-5wt％的聚乙烯醇缩丁醛酯树脂和5-10wt％的丙烯酸树脂。


2.根据权利要求1所述的一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，其特征在于：每100mol的所述铜-铋-锰-碲系玻璃粉由如下的化合物混合制备而成：50-60mol％的含铜化合物、2-3mol％的含铋化合物、5-7mol％的含锰化合物和2-2.4mol％含碲化合物。


3.根据权利要求2所述的一种应用于N型太阳能电池的高拉力主栅银浆，其特征在于：所述铜-铋-锰-碲系玻璃粉的制备原料还包括如下的化合物：20-40mol％的含硅化合物，0.5-1mol％的含铝化合物和3-3.6mol％的含钛化合物。

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【专利技术属性】
技术研发人员：毛平，张舒，管玉龙，杨环，
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