一种陶瓷玻璃粉及含有该玻璃粉的太阳能电池金属化浆料制造技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷玻璃粉及含有该玻璃粉的太阳能电池金属化浆料，属于太阳能电池技术领域。本发明专利技术提供新型的玻璃粉配方模式，即晶核组分+玻璃网络组分，能够制成具有特殊结晶行为的陶瓷玻璃粉配方，即烧结前低结晶度，烧结后高结晶度，并进而获得一种含有该陶瓷玻璃粉的金属化导电浆料。本发明专利技术解决了现有技术中所存在的难以平衡金属化浆料对硅片腐蚀和欧姆接触的技术问题，提升了太阳能电池的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷玻璃粉及含有该玻璃粉的太阳能电池金属化浆料


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体涉及一种陶瓷玻璃粉及含有该玻璃粉的太阳能电池金属化浆料。

技术介绍

[0002]太阳能电池是利用光电效应将光能转换为电能的装置。太阳能是备受关注的绿色能源，因为它可持续且仅产生无污染副产物。因此，现在大量工业界和学术界研究致力于开发具有增强效率的太阳能电池，并且不断降低材料和制造成本。当光射中太阳能电池时，部分入射光被表面反射，其余的光被透射到太阳能电池中。透射的光/光子被太阳能电池吸收，太阳能电池通常由半导体材料制成，例如硅。被吸收的光子能量从半导体材料的原子激发出电子，产生电子
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空穴对。然后，这些电子
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空穴对被P
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n结分开，并由施加在太阳能电池表面上的金属化电极收集。典型的金属化浆料包含金属颗粒、玻璃粉和有机介质。在烧制时，组合物中的玻璃颗粒蚀刻穿过防反射涂层，有助于形成金属和n+型硅之间的接触。另一方面，玻璃一定不能太活跃而导致烧制之后P
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n结受损。因此，浆料设计目标是减低接触电阻(低Rhoc)，同时保持p
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n结完整(低Jmet，高Voc)，从而提高电池转化效率。
[0003]在正面金属化电极烧结完成的微观结构是一种银
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界面玻璃层
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硅的夹心结构，从而形成金属化接触。目前报道了金属化接触机理是两种机制的组合，一种是银
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硅的直接接触，一种是银
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硅之间通过界面玻璃层的隧穿接触。从控制硅片腐蚀和欧姆接触的平衡的角度看，隧穿接触可以提升电池效率。
[0004]在太阳能电池金属化浆料烧结过程中，分为三个温度区间(图1所示)：第一：低温烧结区，有机部分挥发或灰化；第二：高温升温区：玻璃粉快速融化流淌至银
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硅界面，银粉开始烧结，银金属和离子溶解到玻璃液中，直至峰值温度；第三：急速降温区：玻璃液急速降温凝固，银粉完全烧结成致密结构，玻璃保留在银
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硅界面。因此，如何精确的控制在第二第三温区玻璃粉的状态，完成预期的物理化学反应，形成良好的银
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硅界面接触层，实现硅片腐蚀和欧姆接触的平衡，是提高电池光电转换效率的关键。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术设计了一种功能化的思路，创新性地专利技术了一种新型的玻璃粉配方模式，也就是晶核组分+玻璃网络组分，从而制成了一种烧结前低结晶度，烧结后高结晶度的玻璃粉。本专利技术中的玻璃粉，在急速降温过程中，在界面玻璃层快速的形成大量纳米晶体，从而成为了银粒子的结晶中心，在界面玻璃层中固化大量的胶体银粒子，从而通过隧道效应，极大提升玻璃层的导电性。因此达到了可控的理想的硅片腐蚀和欧姆接触的平衡，也就是电池参数中Voc和Rs的平衡，从而提升了电池的效率。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种陶瓷玻璃粉，该陶瓷玻璃粉的结晶度低于5％(m/m)，由晶核形成组分和玻璃网络组分组成；
[0007]晶核形成组分由如下任意多种组分组成：氧化锌ZnO、氧化镁MgO、氧化钠Na2O、氧
化锆ZrO2、氧化铜CuO；且氧化锌ZnO、氧化镁MgO是必要组成；
[0008]玻璃网络组分由如下任意多种组成：碱金属氧化物、氧化铝Al2O3、氧化碲TeO2、氧化铅PbO、氧化硅SiO2、氧化硼B2O3、氧化铋Bi2O3、氧化钛TiO2；且除氧化钛TiO2外均为必要组成。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，以相对玻璃网络组分的重量分数计，
[0010]晶核形成组分由如下一种或者多种氧化物成分组成：
[0011]氧化锌ZnO：0.1～10％，
[0012]氧化镁MgO：0.1～8％，
[0013]氧化钠Na2O：0～5％，
[0014]氧化锆ZrO2：0～8％，
[0015]氧化铜CuO：0～5％；
[0016]玻璃网络组分由如下一种或者多种氧化物成分组成：
[0017]碱金属氧化物：0.1～10％，
[0018]氧化铝Al2O3：0.1～5％，
[0019]氧化碲TeO2：10～80％，
[0020]氧化铅PbO：10～80％，；
[0021]氧化硅SiO2：10～20％，
[0022]氧化硼B2O3：1～20％，
[0023]氧化铋Bi2O3：1～30％，
[0024]氧化钛TiO2：0～5％；
[0025]其中，碱金属氧化物选自Li2O，K2O中任意一种或多种。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，陶瓷玻璃粉的配中还含有如下金属氧化物中的一种或若干种:W,V,Cr,Mn,Co,Ni,Nb,Ta,Th,Ge,Mo,La,Sb,or Ce。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，以相对玻璃网络组分的重量分数计，晶核形成组分优选为：
[0028]氧化锌ZnO：4％～5％，
[0029]氧化镁MgO：2％～3％，
[0030]氧化钠Na2O：0～2％，
[0031]氧化锆ZrO2：0～1％，
[0032]氧化铜CuO：0～1％；
[0033]在本专利技术的一种实施方式中，晶核形成组分相对玻璃网络组分的质量分数为8％。
[0034]在本专利技术的一种实施方式中，以相对玻璃网络组分的重量分数计，陶瓷玻璃粉的配方中晶核形成组分的成分进一步优选为：
[0035]氧化锌ZnO：4％，
[0036]氧化镁MgO：3％，
[0037]氧化钠Na2O：1％；
[0038]或者，
[0039]氧化锌ZnO：4％，
[0040]氧化镁MgO：3％，
[0041]氧化铜CuO：1％。
[0042]在本专利技术的一种实施方式中，陶瓷玻璃粉的配方中玻璃网络组分由优选如下氧化物成分组成：
[0043]氧化铝Al2O3：1％，
[0044]氧化铅PbO：30％，
[0045]氧化铋Bi2O3：5％，
[0046]氧化硼B2O3：1％，
[0047]氧化硅SiO2：10％，
[0048]氧化碲TeO2：45％，
[0049]碱金属氧化物Li2O：10％；
[0050]或者，
[0051]氧化铝Al2O3：1％，
[0052]氧化铅PbO：29％，
[0053]氧化铋Bi2O3：5％，
[0054]氧化硼B2O3：1％，
[0055]氧化硅SiO2：10％，
[0056]氧化碲TeO2：45％，
[0057]碱金属氧化物Li2O：10％，
[0058]氧化钛TiO2：1％。
[0059]在本专利技术的一种实施方式中，陶瓷玻璃粉的制作方法包括如下过程：
[0060](1)将晶核形成组分中的氧化物组分混匀、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷玻璃粉，其特征在于，该陶瓷玻璃粉的结晶度低于5％(m/m)，由晶核形成组分和玻璃网络组分组成；晶核形成组分由如下任意多种组分组成：氧化锌ZnO、氧化镁MgO、氧化钠Na2O、氧化锆ZrO2、氧化铜CuO；且氧化锌ZnO、氧化镁MgO是必要组成；玻璃网络组分由如下任意多种组成：碱金属氧化物、氧化铝Al2O3、氧化碲TeO2、氧化铅PbO、氧化硅SiO2、氧化硼B2O3、氧化铋Bi2O3、氧化钛TiO2；且除氧化钛TiO2外均为必要组成。2.根据权利要求1所述的陶瓷玻璃粉，其特征在于，以相对玻璃网络组分的重量分数计，晶核形成组分由如下成分组成：氧化锌ZnO：0.1～10％，氧化镁MgO：0.1～8％，氧化钠Na2O：0～5％，氧化锆ZrO2：0～8％，氧化铜CuO：0～5％；玻璃网络组分由如下成分组成：碱金属氧化物：0.1～10％，氧化铝Al2O3：0.1～5％，氧化碲TeO2：10～80％，氧化铅PbO：10～80％，氧化硅SiO2：10～20％，氧化硼B2O3：1～20％，氧化铋Bi2O3：1～30％，氧化钛TiO2：0～5％；其中，碱金属氧化物选自Li2O，K2O中任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的陶瓷玻璃粉，其特征在于，以相对玻璃网络组分的重量分数计，晶核形成组分为：4％～5％氧化锌ZnO，2％～3％氧化镁MgO，0～2％氧化钠Na2O，0～1％氧化锆ZrO2，氧化铜CuO：0～1％。4.根据权利要求1所述的陶瓷玻璃粉，其特征在于，晶核形成组分相对玻璃网络组分的质量分数为8％。5.根据权利要求1所述的陶瓷玻璃粉，其特征在于，以相对玻璃网络组分的重量分数计，晶核形成组分的成分为：4％氧化锌ZnO，3％氧化镁MgO，1％氧化钠Na2O；或者，4％氧化锌ZnO，3％氧化镁MgO，1％氧化铜CuO。6.根据权利要求1所述的陶瓷玻璃粉，其特征在于，以重量分数计，玻璃网络组分由如下氧化物成分组成：1％氧化铝Al2O3，30％氧化铅PbO，5％氧化铋Bi2O3，1％氧化硼B2O3，10％氧化硅SiO2，45％氧化碲TeO2，10％碱金属氧化物Li2O；或者，1％氧化铝Al2O3，29％氧化铅PbO，5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐松，田锐，
申请(专利权)人：江苏日御光伏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：