一种导电性粉末、厚膜银铝浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及H01B1，更具体地，本发明专利技术涉及一种导电性粉末、厚膜银铝浆及其制备方法和应用。通过在银铝浆中引入银铝粉或银包铝粉并控制实际铝的用量、银粉和银铝粉的粒径，可促进银铝浆烧结中银铝相快速形成。本发明专利技术提供的银铝粉或银包铝粉可用于正面银浆中，改善铝金属在浆料中的均匀分布，优化银铝浆与晶体硅太阳电池p+层的金属

【技术实现步骤摘要】
一种导电性粉末、厚膜银铝浆及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及H01B1，更具体地，本专利技术涉及一种导电性粉末、厚膜银铝浆及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]太阳能发电作为清洁环保、安全可靠、资源丰富、应用领域宽的新型发电技术，是未来世界最有发展前途的能源利用技术之一，目前随着晶体硅太阳能电池近十年的发展，其电池产业化转换效率已从17％提高到23％。而其快速发展主要依赖于光伏银浆技术进展。但受限于P型背面钝化局域接触电池(PERC电池)技术瓶颈问题，N型电池成为未来技术发展的核心。
[0003]N型TOPCon晶硅太阳电池具有制备流程相对简单、转换效率高、温度系数低及无光衰等特点，为了得到高性能的N型晶硅太阳电池，目前往往在高导电银粉上添加含铝的金属粉末，利用铝粉提高欧姆接触，但是高活性铝粉在高温烧结下会从表面氧化铝壳中溅射出，迅速溶解掉硅沉底的p+掺杂层，形成明显的铝钉扎作用，导致较高的金属诱导，导致光生载流子复合速度过快，电池开路电压及填充因子发生明显下降，太阳电池转化效率下降明显，影响太阳能电池的性能。
[0004]目前常用的方式是添加其他金属来减少铝对体系硅基板中形成的pn结的破坏，如日本纳美仕公司公开的CN 108701504 A专利中通过添加Al与Zn、Cu、Ni、Au、Zn或Sn的合金粉末等，但是新金属元素的加入也对银层电阻具有较大的负面影响，难以实现有效降低铝钉扎作用并降低金属诱导复合速度，无法保证在TOPCon晶硅太阳电池中具有较低的接触电阻率和合适的开压。/>
技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一个方面提供了一种厚膜银铝浆用导电性粉末，所述导电性粉末的制备原料包括：
[0006](A)银粉；所述银粉占厚膜银铝浆的83.0～91.0wt％，可列举的有，83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％、90wt％、91wt％，优选为84.0～90.0wt％；
[0007]所述银粉的D50粒径为0.5～5.0μm，可列举的有，0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm，优选为0.8～3.0μm，更优选为1.0～2.0μm；本专利技术所述D50粒径可通过激光粒度分布仪测试得到。
[0008]所述银粉的比表面积为0.3～5.0m2/g，可列举的有，0.3m2/g、0.4m2/g、0.5m2/g、1m2/g、2m2/g、3m2/g、4m2/g、5m2/g，优选为0.3～3.0m2/g，本专利技术所述比表面积通过BET比表面积测试法测试得到；
[0009]所述银粉的振实密度为0.5～7.0g/cm3，可列举的有，0.5g/cm3、1g/cm3、2g/cm3、3g/cm3、4g/cm3、5g/cm3、6g/cm3、7g/cm3，优选为3.0～6.5g/cm3，更优选为4.0～6.0g/cm3。
[0010]本专利技术所述银粉的形状为球形或类球形，不做具体限定，其中银粉可为纯银粉，也
可包括有机包覆剂，如有机酸、有机胺等包覆，只须满足有机包覆剂占银粉的重量百分数小于2wt％即可，如0.1～2wt％，不做具体限定，所述有机包覆剂为本领域熟知有机包覆剂，可列举的有，月桂酸、蓖麻油脂肪酸、油酸、十六酸、三乙醇胺、十六烷胺。
[0011](B)银铝粉；所述银铝粉占厚膜银铝浆的0.1～10.0wt％，可列举的有，0.1wt％、0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％。
[0012]所述银铝粉满足以下条件：
[0013](1)所述银铝粉为银包铝粉和/或银铝合金粉；本专利技术所述银铝粉可通过银包铝或者银铝合金的形式添加，可通过本领域熟知的方法进行制备，所述银包铝粉制备方法包括但不限于化学镀、电镀、真空蒸镀工艺中的一种，所述银铝合金粉制备方法包括但不限于氮气雾化法、电爆炸法、真空溅射法工艺中的一种，本专利技术所述银铝粉可包括有机包覆剂，也可不包括有机包覆剂，其中有机包覆剂占银铝粉的重量百分数小于2wt％。
[0014](2)所述银铝粉的D50粒径为0.5～5.0μm，可列举的有，0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm，优选为0.8～3.0μm；
[0015](3)所述银铝粉中铝占银铝粉的40～90wt％，可列举的有，40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、90wt％。
[0016]当导电性粉末用于正面电极时，通过添加一定量的铝可形成银铝相结构，促进与p+掺杂层接触，形成低欧姆接触点，专利技术人发现，通过添加一定粒径的银包铝或铝合金，促进在银粉中分散的同时，在印刷、烧结过程中，当采用较高铝含量的银铝粉时，可促进银铝相的生成和欧姆接触点的密度增加，有利于提高太阳能转化效率，且通过控制银铝粉的粒径和铝含量，还可减少烧结过程中铝粉的溅出以及对p+掺杂层的侵蚀，降低铝钉扎作用，得到高开路电压和填充因子的电池。
[0017]所述银铝粉还满足以下条件：
[0018](4)所述银铝粉的比表面积为0.4～5.0m2/g，可列举的有，0.4m2/g、0.5m2/g、1m2/g、2m2/g、3m2/g、4m2/g、5m2/g，优选为0.4～3.0m2/g，优选为0.4～1m2/g；
[0019](5)所述银铝粉的振实密度为0.5～5.0g/cm3，可列举的有，0.5g/cm3、1g/cm3、2g/cm3、3g/cm3、4g/cm3、5g/cm3、6g/cm3、7g/cm3，优选为1.0～5.0g/cm3，更优选为2.0～5.0g/cm3。
[0020]此外，为了增加银粉和银铝粉的接触面积，促进烧结过程中银铝相的形成，专利技术人发现，还需控制银铝粉的表面性能，而专利技术人也发现，当银铝粉的比表面积过大时，虽然有利于银粉和银铝粉的接触，但也造成烧结过程中银铝相难以均匀分散形成高密度接触点的同时，还可能造成部分侵蚀，溶解p+掺杂层的问题，使得金属诱导增加，光生载流子复合速度过快，影响太阳电池转化效率的提高。
[0021]本专利技术第二个方面提供了一种厚膜银铝浆，所述的银铝浆的制备原料按重量百分数计，包括：所述的导电性粉末、1.0～6.0wt％玻璃粉、3.0～14.0wt％有机载体。
[0022]玻璃粉作为银浆烧结过程中无极粘结剂，有利于促进导电性粉末和基底的附着力，作为本专利技术一种优选的技术方案，所述玻璃粉的成分包括PbO、Al2O3、B2O3、Bi2O3中的至少一种。本专利技术所述玻璃粉可为PbO、Al2O3、B2O3、Bi2O3的二元、三元、四元玻璃粉，也可包括其他原料，如TeO2、WO3、Sb2O3、V2O5、ZnO、BaO、CaO、AgO、Tl2O3、SiO2等，不做具体限定，玻璃粉一般可通过制备原料等经过800～1300℃高温熔炼、淬火、球磨工艺得到，不做具体限定。
[0023]作为玻璃粉的一种实例，可列举的有，所述玻璃粉，按重量百分比，由下述成分组成：30～90wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚膜银铝浆用导电性粉末，其特征在于，所述导电性粉末的制备原料包括：(A)银粉；所述银粉占厚膜银铝浆的83.0～91.0wt％；(B)银铝粉；所述银铝粉占厚膜银铝浆的0.1～10.0wt％；所述银粉的D50粒径为0.5～5.0μm；所述银铝粉满足以下条件：(1)所述银铝粉为银包铝粉和/或银铝合金粉；(2)所述银铝粉的D50粒径为0.5～5.0μm；(3)所述银铝粉中铝占银铝粉的40～90wt％。2.根据权利要求1所述的厚膜银铝浆用导电性粉末，其特征在于，所述银铝粉还满足以下条件：(4)所述银铝粉的比表面积为0.4～5.0m2/g；(5)所述银铝粉的振实密度为0.5～5.0g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的厚膜银铝浆用导电性粉末，其特征在于，所述银粉的比表面积为0.3～5.0m2/g，所述银粉的振实密度为0.5～7.0g/cm3。4.一种厚膜银铝浆，其特征在于，所述银铝浆的制备原料按重量百分数计，包括：如权利要求1～3任意一项所述的导电性粉末、1.0～6.0wt％玻璃粉、3.0～14.0wt％有机载体。5.根据权利要求4所述的厚膜银铝浆，其特征在于，所述玻璃粉的成分包括PbO、Al2O3、B2O3、Bi2O3中的至少一种；优选地，所述玻璃粉的成分还包括TeO2、WO3、Sb2O3、V2O5、ZnO、BaO、CaO、AgO、Tl2O3、SiO2中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家敬，黄耀浩，李宇，杨至灏，黄良辉，
申请(专利权)人：佛山市瑞纳新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：