一种玻璃粉及其制备方法与在TOPCon电池中的应用技术

本发明专利技术公开一种玻璃粉，涉及银电极浆料领域。所述玻璃粉，包含以下重量份的组分：氧化铅25‑50份、氧化碲25‑45份、氧化铋10‑30份、氧化钼2‑10份、二氧化硅0‑6份、氧化硼0‑6份、碱土金属氧化物0‑4份、碱金属氧化物0‑6份和稀土金属氧化物0‑3份。本发明专利技术还提供了包含所述玻璃粉的TOPCon电池银浆，TOPCon电池银浆可以在薄Poly(60～100nm)上面的接触性能和金属复合得到平衡，客户端提效0.1％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃粉及其制备方法与在TOPCon电池中的应用
本专利技术涉及银电极浆料领域，尤其是一种玻璃粉及其制备方法与在TOPCon电池中的应用。
技术介绍
由于N型单晶硅比P型单晶硅具有高的少子寿命，硼氧复合少，光致衰减小等优点，具有更高的提效空间。同时N型组件的温度系数低，弱光响应好等优势。而随着电池新技术和工艺，N型硅的市场份额预计在2035年达到40％左右。目前业界在做的N型高效电池主要有N-PERT、N-TOPCon、HJT和IBC电池，其中N-PERT和TOPCon与PERC电池产线的兼容性高，TOPCon电池是未来的趋势之一。TOPCon技术是在N型电池的背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流，转换效率可以超过24％。TOPCon电池的背面电极与n+多晶硅接触，该多晶硅层是通过LPCVD或PECVD的方式沉积非晶硅，再通过退火结晶为多晶硅，与铸锭成的多晶硅不同，传统的银浆与该层接触也较难形成良好的欧姆接触，传统银浆具有以下缺点：在TOPCon电池背面polysilicon厚度＞150nm的情况下，目前市面上普通的TOPCon背面电极与TOPCon电池的N+层，接触性能和金属复合可以得到平衡；当polysilicon厚度＜120nm(尤其是＜100nm)，在烧结炉温的偏低温情况下，普通的TOPon银浆很难与薄多晶硅层形成良好的接触，升高烧结炉温，可以改善接触性能，但高温会烧穿二氧化硅层，导致金属复合偏大，进而导致电性能偏低；当TOPCon背面为抛光面时会影响浆料烘干后的附着力，普通的TOPCon银浆在烘干后会出现部分脱落，导致烧结后的EL不良，影响电池的外观和效率，需要开发专用的TOPCon电池背面电极浆料。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可以使银浆与薄多晶硅层形成良好的接触、TOPCon电池背面为抛光面时也具有良好附着力的玻璃粉。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种玻璃粉，包含以下重量份的组分：氧化铅25-50份、氧化碲25-45份、氧化铋10-30份、氧化钼2-10份、二氧化硅0-6份、氧化硼0-6份、碱土金属氧化物0-4份、碱金属氧化物0-6份和稀土金属氧化物0-3份。本专利技术提供的这种体系的玻璃粉，可以满足在薄POLY上面，接触电阻率和金属复合得到平衡。使用本专利技术提供的体系制成的玻璃粉在薄POLY上对硅片的腐蚀性适中，即在提升接触的同时又不对硅片表面造成较大的破坏，能较大程度平衡接触电阻率与金属复合，因此硅片背表面的电子空穴对复合速率不会过大，减少了电流的损失，提升电池片的转化效率。优选地，所述玻璃粉，包含以下重量份的组分：氧化铅38份、氧化碲30份、氧化铋17份、氧化钼4份、二氧化硅4份、氧化硼3.5份、碱土金属氧化物2份、碱金属氧化物3.5份和稀土金属氧化物1.5份。优选地，所述碱金属氧化物为氧化锂、氧化钾、氧化钠中的至少一种；碱土金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钡中的至少一种。另外，本专利技术还提供了所述玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化铅、氧化碲、氧化铋、氧化钼、二氧化硅、氧化硼、碱土金属氧化物、碱金属氧化物和稀土金属氧化物称量后分散均匀，在高温炉中进行熔炼，取出后纯净水猝火冷却，得到淡黄色碎片A；(2)将步骤(1)中得到的淡黄色碎片A进行球磨处理，过筛后静置，去除上层清液后进行烘干、粉碎，得到所述玻璃粉。本专利技术所述玻璃粉的制备方法中，步骤(1)得到的淡黄色碎片A为淡黄色的玻璃渣碎片，玻璃渣表面较为光亮，有明显的玻璃状态。优选地，所述步骤(1)中，熔炼的温度为900-1100℃，熔炼的时间为60-120min；所述步骤(2)中，球磨的时间为6-18h，球磨处理后过的筛为300目筛。专利技术人经过对比不同熔炼温度、时间和球磨时间下，玻璃粉的粒径、软化点，以及所做浆料的接触性能和金属复合，确定了以上的玻璃粉制作工艺。熔炼的温度为900-1100℃，当熔炼温度较低时，玻璃粉会因达不到所需温度而导致熔炼状态差，难以形成完整的玻璃，当熔炼温度较高时，会导致熔炼所用容器的稳定性下降，造成容器破裂，导致熔炼失败，同时温度较高也在一定程度上造成能源的浪费。熔炼的时间为60-120min，当熔炼时间较少时，玻璃料会因为没有充分的接触，导致难以形成完整的玻璃，当熔炼时间过长时，熔炼容器的稳定性同样会下降，增加失败的风险；所述步骤(2)中，球磨的时间为6-18h，当球磨时间较短时，会导致形成的玻璃粉跨度较大，即玻璃粉的大小差异大，使用该玻璃粉制成的银浆在硅片背表面上的腐蚀不均匀，导致银浆稳定性较差；当球磨时间较长时，会因形成的玻璃粉整体粒径偏小，虽然对接触性能有一定帮助，但是会因腐蚀性较大导致复合速率过大，不能很好的做到接触电阻率与金属复合的平衡。更优选地，所述步骤(1)中，熔炼的温度为1050℃，熔炼的时间为90min；所述步骤(2)中，球磨的时间为15h。此外，本专利技术还提供了所述玻璃粉在TOPCon电池银浆中的应用。同时，本专利技术还提供了包含所述玻璃粉的TOPCon电池银浆。优选地，所述TOPCon电池银浆，包含以下重量份的组分：银粉81-91份、金属氧化物0.3-1.5份、纳米银粉0.7-2.5份、玻璃粉1-4份和有机粘合剂7-11份。根据客户端的电池结构对浆料性能的要求，优选以上银浆配方。优选地，所述银粉为类球形银粉和/或纳米银粉，银粉的平均粒径为0.8μm-2.8μm；所述金属氧化物为氧化铋、氧化铅、氧化锑、氧化钼中的至少一种，金属氧化物的粒径D50为0.6-1.0μm；所述纳米银粉的平均粒径介于300-700nm之间；所述有机粘合剂包含溶剂、增稠剂、增塑剂和触变剂。所述溶剂为有机溶剂，包含邻苯二甲酸二辛酯、混合二元酸酯、松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、苯甲醇、甲乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚中至少一种；所述增稠剂包含乙基纤维素、硝基纤维素、固态丙烯酸树脂、ABS树脂中至少一种。本专利技术还提供了所述TOPCon电池银浆的制备方法，包括以下步骤：将银粉、金属氧化物、纳米银粉、玻璃粉和有机粘合剂称量后，进行研磨，得到所述TOPCon电池银浆。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术通过优化玻璃粉中氧化物的比例和优化制作工艺，所做的TOPCon电池银浆可以在薄Poly(60～100nm)上面的接触性能和金属复合得到平衡，客户端提效0.1％以上。(2)本专利技术通过优化玻璃粉的制作工艺，调节玻璃粉的粒径和软化点，改善了银浆烘干后的附着力，且不影响电性能，在TOPCon电池背面为抛光结构时也具有良好的烘干后的附着力。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃粉，其特征在于，包含以下重量份的组分：氧化铅25-50份、氧化碲25-45份、氧化铋10-30份、氧化钼2-10份、二氧化硅0-6份、氧化硼0-6份、碱土金属氧化物0-4份、碱金属氧化物0-6份和稀土金属氧化物0-3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种玻璃粉，其特征在于，包含以下重量份的组分：氧化铅25-50份、氧化碲25-45份、氧化铋10-30份、氧化钼2-10份、二氧化硅0-6份、氧化硼0-6份、碱土金属氧化物0-4份、碱金属氧化物0-6份和稀土金属氧化物0-3份。


2.如权利要求1所述的玻璃粉，其特征在于，包含以下重量份的组分：氧化铅38份、氧化碲30份、氧化铋17份、氧化钼4份、二氧化硅4份、氧化硼3.5份、碱土金属氧化物2份、碱金属氧化物3.5份和稀土金属氧化物1.5份。


3.如权利要求1或2所述的玻璃粉，其特征在于，所述碱金属氧化物为氧化锂、氧化钾、氧化钠中的至少一种；所述碱土金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钡中的至少一种。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化铅、氧化碲、氧化铋、氧化钼、二氧化硅、氧化硼、碱土金属氧化物、碱金属氧化物和稀土金属氧化物称量后分散均匀，在高温炉中进行熔炼，取出后纯净水猝火冷却，得到淡黄色碎片A；
(2)将步骤(1)中得到的淡黄色碎片A进行球磨处理，过筛后静置，去除上层清液后进行烘干、粉碎，得到所述玻璃粉。


5.如权利要求4所述的玻璃粉的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登，丁冰冰，郭豫阳，卢一理，
申请(专利权)人：广州市儒兴科技开发有限公司，无锡市儒兴科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44