一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法及其应用，该方法包括以下步骤：(1)将单一铜线或表面镀有保护层的铜线置于导电浆料中浸渍；(2)将包覆导电浆料后的铜线按预设图案置于光伏电池片表面上压实固定，固化烘烤，使金属复合材料与光伏电池片实现搭接。上述导电浆料为银浆、银胶或银的前驱体复合物，通过含银复合材料包裹铜线或包裹外加保护层的铜线以制备高导电、稳定的金属复合物，可用以替代传统光伏低温银浆，在满足良好的性能同时，降低了光伏电池表面电极的制备成本，且通过该方法制备的电极较之传统的银浆高宽比更大，可减小遮光面积，进而提高光伏电池的效率，在光伏电池领域具有良好的应用前景。在光伏电池领域具有良好的应用前景。在光伏电池领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及光伏电池
，具体涉及一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法及其应用。

技术介绍

[0002]太阳能光伏发电是一种利用光伏效应将太阳光辐射直接转换为电能的新型发电技术，具有资源充足、清洁、安全、寿命长等优点。其中HJT电池(异质结太阳能电池)由于制备工艺温度低、高开压高效率、温度系数低且衰减低、结构对称可双面发电等特点，近年来备受关注，已经成为太阳能电池的主要发展方向之一。
[0003]较之PERC电池，目前HJT电池的生产成本要高出约0.18元/W，其中浆料部分的成本就高出约0.13元/W，这也说明由于浆料部分的成本大大增加了整体的HJT电池的生产成本。目前主要通过以下两种方法以降低HJT电池的浆料成本，第一种通过结构的设计：在电池片和组件环节采用无主栅技术，以减少浆料的耗量；其次是使用其它替代材料，例如利用覆膜铜线代替部分银浆，以降低银浆的用量，或采用镀银铜粉替代浆料中的纯银粉，以降低成本。本专利技术提供一种降低电极材料成本的方法，可降低成本的同时保持良好的导电性，且在一定程度上有利于提高太阳能电池的效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法及其应用，通过含银复合材料包裹铜线或包裹外加保护层的铜线以制备高导电、稳定性好的金属复合物，用以替代传统光伏低温银浆作为光伏电池的电极，在满足导电性能的同时，大大降低了光伏电池表面电极的制备成本，且通过该方法制备的电极较之传统的银浆电极高宽比更大，可减小遮光面积，进而提高太阳能电池的效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下所述的技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤(1)：将单一铜线或表面镀有保护层的铜线放至导电浆料中浸渍；所述导电浆料为银浆、银胶或银的前驱体复合物；
[0008]步骤(2)：将包覆导电浆料的铜线按预设图案置于光伏电池片表面压实固定，固化烘烤，使基于铜线制备的金属复合材料与光伏电池片实现搭接。
[0009]由于传统电极使用的低温银浆均为银粉、树脂等混合物，虽然银的含量较高，但通过银浆固化形成的电极较之银单质的电导率较低，而铜与银的电导率相近，较之银浆，以铜线作为电极其电阻相对较低、导电性能更好，然而单质铜的稳定性较差，易被氧化和腐蚀，因此通过在铜线表面包覆导电层制备金属复合材料，以提高铜线的稳定性。
[0010]包覆导电浆料的铜线固定在光伏电池片表面时，底部的银浆与电池片接触，起到连接铜线和电池片的作用，且在固化烘烤过程中，由于重力作用，铜线表面的银浆在未固化
前，少量银浆会沿着铜线表面流向接触的电池表面，固化后形成类似底座的结构，增加了电极与电池表面的接触面积，有利于降低接触电阻以及提高电极的抗拉强度。
[0011]进一步地，所述铜线的直径为10
‑
100μm。
[0012]进一步地，所述保护层的材料为银或锡；所述保护层的厚度为1
‑
50μm。
[0013]进一步地，所述银浆中的银含量为70wt％
‑
90wt％。
[0014]进一步地，所述银的前驱体复合物包含按重量计的以下组分：5wt％
‑
80wt％的银盐、15wt％
‑
80wt％的溶剂、2wt％
‑
10wt％的络合剂、1wt％
‑
15wt％的树脂、0.1wt％
‑
2wt％的固化剂及0.01wt％
‑
0.1wt％的表面活性剂。
[0015]进一步地，所述银盐为硝酸银、柠檬酸银、乙酸银、苹果酸银、脂肪酸银中的一种或多种。
[0016]进一步地，所述溶剂为无水乙醇、乙二醇、丙二醇、正丙醇、乙二醇丁醚、乙酸乙酯中的一种或多种。
[0017]进一步地，所述络合剂为乙二胺、丙二胺、聚乙烯胺中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述树脂为乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂中的一种或多种。
[0019]进一步地，所述固化剂为封闭型异氰酸酯。
[0020]进一步地，所述表面活性剂为氟系表面活性剂或硅系表面活性剂。
[0021]进一步地，所述浸渍的时间为1
‑
60s。
[0022]进一步地，所述烘烤的温度为150
‑
250℃。
[0023]进一步地，所述烘烤的时间为20
‑
80min。
[0024]本专利技术第二方面提供了一种HJT电池，从上至下依次由正面电极、第一透明导电氧化物薄膜、p型非晶硅薄膜、第一本征非晶硅薄膜、n型硅片、第二本征非晶硅薄膜、n型非晶硅薄膜、第二透明导电氧化物薄膜以及背面电极组成。
[0025]进一步地，所述正面电极与背面电极均包含铜线或表面镀有保护层的铜线；所述电极与导电氧化物薄膜通过第一方面所述的方法实现搭接。
[0026]进一步地，所述正面电极及背面电极的银浆层的厚度为1
‑
50μm。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少有以下几点：
[0028]1.本专利技术提供了一种在铜线表面或镀有保护层的铜线表面包覆银浆层制备金属复合物以替代传统光伏低温银浆作为电极的方法，大大降低了电极中银浆的用量，且铜线的价格相对低廉，因此通过该方法可降低光伏电池的制备成本。
[0029]2.本专利技术基于铜线及银浆层制备的金属复合电极，较之传统的纯银浆制备的电极，电阻更低、高宽比值更大(大于1，传统银浆电极＜0.5)，高宽比值越大则电极宽度的理论值更细，太阳能电池的光照面积增大，进而提高太阳能电池的转化效率。
[0030]3.本专利技术在HJT电池片表面上制备上述金属复合物电极，由于制备电极过程为低温工艺，在降低能耗的同时减少了对电池硅片的热损伤。
附图说明
[0031]图1为金属复合材料的截面图；
[0032]图2为银浆包裹镀锡铜线作为电极的HJT电池的结构示意图；
[0033]图3为银浆作为电极的HJT电池的结构示意图；
[0034]图4为金属复合电极的电路示意图；
[0035]其中1、3为银浆层；2、5为铜线层；4为镀锡层；6为金属复合电极(包覆银浆层的镀锡铜线)；7、15为第一透明导电氧化物薄膜；8、16为p型非晶硅薄膜；9、17为第一本征非晶硅薄膜；10、18为n型硅片；11、19为第二本征非晶硅薄膜；12、20为n型非晶硅薄膜；13、21为第二透明导电氧化物薄膜；14为银电极。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0037]除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：将单一铜线或表面镀有保护层的铜线放至导电浆料中浸渍；所述导电浆料为银浆、银胶或银的前驱体复合物；步骤(2)：将包覆导电浆料的铜线按预设图案置于光伏电池片表面压实固定，固化烘烤，使基于铜线制备的金属复合材料与光伏电池片实现搭接。2.根据权利要求1所述的一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，其特征在于，所述铜线的直径为10
‑
100μm。3.根据权利要求1所述的一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，其特征在于，所述保护层的材料为银或锡。4.根据权利要求1所述的一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，其特征在于，所述银浆中的银含量为70wt％
‑
90wt％。5.根据权利要求1所述的一种金属复合物替代传统光伏低温银浆的方法，其特征在于，所述银的前驱体复合物包含按重量计的以下组分：5wt％
‑
80wt％的银盐、15wt％
‑
80wt％的溶剂、2wt％
‑
10wt％的络合剂、1wt％
‑
15wt％的树...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷志豪，彭颖杰，陈娜娜，潘克菲，姜锴，高绪彬，
申请(专利权)人：苏州诺菲纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：