一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用，属于太阳能电池技术领域。本发明专利技术的无铅玻璃粉，以质量分数计，包括以下制备原料：TeO230～55％；B2O35～30％；SiO210～40％；ZnO5～15％；Al2O31～5％；NaF1～5％；La2O31～2％。ZnO降低了玻璃转变温度、熔点及热膨胀系数；NaF降低了无铅玻璃粉熔体粘度。本发明专利技术的无铅玻璃粉可以在较低温度下形成流动性优异的熔体减少银电极中的玻璃残留和更好地腐蚀减反射膜，从而增强银硅接触面积、提高附着力、降低方阻；本发明专利技术的无铅玻璃粉熔体能溶解部分银离子并在冷却过程中在硅电池片表面和玻璃层中均匀析出纳米银，从而进一步降低方阻。从而进一步降低方阻。从而进一步降低方阻。

【技术实现步骤摘要】
一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]太阳能电池是将太阳能转变为电能的一种半导体器件，其基本结构由硅衬底、PN结、减反射膜、正面银电极、铝背场电极和背场银电极组成。正面电极作为太阳能电池的重要组成部分，主要起收集电流的作用，同时对电池的受光面积和串联电阻有决定性的影响，是影响太阳能电池转换效率的重要因素之一。
[0003]太阳能电池正面电极使用的银导电浆料，主要由导电功能相银粉、无机粘结剂玻璃粉、有机载体三部分原料组成，往往还含有比重较小的添加剂成分。玻璃粉作为银浆的粘结相是电子浆料的重要组成部分，对电极烧结及熔融腐蚀减反射膜有重要的影响，是决定硅表面侵蚀程度、接触电阻大小及最终电极性能的主要因素。
[0004]目前，所用的玻璃粉基本都是含铅体系。玻璃粉在高温下与氮化硅膜进行氧化还原反应，含铅玻璃经还原出的铅作为副产物生成，对环境保护构成威胁，危害人的身体健康。但是，由于含铅玻璃粉具有较低的玻璃转化温度从而在界面反应期间具有很好的流动性，使得液态银在玻璃的流动下，到达P+发射极，随玻璃冷却析出纳米银晶相，玻璃流动的范围越大，越能增强银硅接触，从而越能增加银电极与晶硅太阳能电池片的附着力，降低接触电阻。不含铅玻璃粉难以达到含铅玻璃粉上述效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用，本专利技术的无铅玻璃粉在不添加铅的条件下，玻璃化转化温度低且制备得到的银电极方阻低，与晶硅太阳能电池片的附着力高。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种无铅玻璃粉，以质量分数计，包括以下制备原料：
[0008][0009]优选的，所述无铅玻璃粉的粒径＜5μm。
[0010]优选的，所述无铅玻璃粉的玻璃转化温度为409～443℃。
[0011]本专利技术还提供了上述方案所述无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将TeO2、B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、NaF和La2O3混合后依次进行熔融、水淬，得到玻璃颗粒；
[0013]将所述玻璃颗粒进行球磨，得到所述无铅玻璃粉。
[0014]优选的，所述混合包括：将所述无铅玻璃粉的制备原料用酒精润湿后进行研磨。
[0015]优选的，所述熔融的温度为1100～1250℃，保温时间为15～45min。
[0016]优选的，升温至所述熔融的温度的升温速率为10～20℃/min。
[0017]优选的，所述水淬用的水温度不高于室温，水深不小于30cm。
[0018]优选的，所述球磨的转速为200～300rpm，时间为12～24h。
[0019]本专利技术还提供了上述方案所述的无铅玻璃粉或上述方案所述制备方法制备的无铅玻璃粉作为无机粘结剂在太阳能电池正面电极中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种无铅玻璃粉，以质量分数计，包括以下制备原料：TeO230～55％；B2O35～30％；SiO210～40％；ZnO5～15％；Al2O31～5％；NaF1～5％；La2O31～2％。本专利技术无铅玻璃粉制备原料中的ZnO降低了玻璃转变温度、熔点及热膨胀系数；NaF降低了无铅玻璃粉熔体的粘度，使无铅玻璃粉熔体能够更好地腐蚀SiNx减反射膜。在烧结制备太阳能电池正面电极的过程中，本专利技术的无铅玻璃粉可以在较低的温度下形成流动性优异的玻璃熔体，这可以使无铅玻璃粉熔体更快的流动到银浆与电池片接触面，一方面减少银电极中的玻璃残留，降低银电极方阻，另一方面更好地腐蚀SiNx减反射膜，从而增大银电极与硅发射极的接触面积、提高附着力、降低方阻；并且本专利技术的无铅玻璃粉形成的熔体能溶解部分银离子并在冷却过程中在硅发射极表面和玻璃相中析出纳米银颗粒，从而进一步降低接触电阻和银电极方阻。另外，Al2O3还提高了无铅玻璃粉的耐酸性；La2O3提高了无铅玻璃粉制备的银电极的耐水性能及附着能力。实施例结果表明，本专利技术玻璃制备的无铅玻璃粉玻璃化转变温度为409～443℃，稀硝酸溶液浸泡2h无质量损失，无铅玻璃粉制备的银电极附着力为4.5～5.3N，方阻为2.28～2.67mΩ/
□
，接触电阻为1.21～2.34Ω
·
cm2。
附图说明
[0021]图1为实施例4无铅玻璃粉的SEM图；
[0022]图2为实施例1～4无铅玻璃粉的XRD图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种无铅玻璃粉，以质量分数计，包括以下制备原料：
[0024][0025]在本专利技术中，以质量分数计，所述无铅玻璃粉的制备原料包括TeO230～55％，优选为35～50％，更优选为40～45％。
[0026]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括B2O35～30％，优选为10～25％，更优选为15～20％。
[0027]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括SiO210～40％，优选为15～30％，更优选为20～25％。
[0028]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括ZnO5～15％，优选为6～12％，更优选为8～10％。ZnO降低了无铅玻璃粉的玻璃转变温度、熔点及热膨胀系数。
[0029]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括Al2O31～5％，优选为2～4％，更优选为2.5～3％。Al2O3还提高了无铅玻璃粉的耐酸性。
[0030]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括NaF1～5％，优选为2～4％，更优选为2.5～3％。NaF降低了无铅玻璃粉在液态时的粘度，使无铅玻璃粉更好的腐蚀SiNx减反射膜。
[0031]以质量分数计，本专利技术所述无铅玻璃粉的制备原料包括La2O31～2％，优选为1.5～1.8％。La2O3提高了无铅玻璃粉制备的银电极的耐水性能及附着能力。
[0032]在本专利技术中，所述无铅玻璃粉的粒径优选＜5μm。在本专利技术中，所述无铅玻璃粉的玻璃转化温度优选为409～443℃，更优选为409～435℃，进一步优选为409～420℃。
[0033]本专利技术还提供了上述方案所述无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将TeO2、B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、NaF和La2O3混合后依次进行熔融、水淬，得到玻璃颗粒；
[0035]将所述玻璃颗粒进行球磨，得到所述无铅玻璃粉。
[0036]本专利技术将TeO2、B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、NaF和La2O3混合后依次进行熔融、水淬，得到玻璃颗粒。在本专利技术中，所述混合优选包括：将所述无铅玻璃粉的制备原料用酒精润湿后进行研磨，所述酒精质量优选为所述玻璃制备原料总质量的5％；所述研磨的时间优选为15～30min，更优选为18～28min，进一步优选为20～25min。
[0037]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无铅玻璃粉，其特征在于，以质量分数计，包括以下制备原料：2.根据权利要求1所述的无铅玻璃粉，其特征在于，所述无铅玻璃粉的粒径＜5μm。3.根据权利要求1所述的无铅玻璃粉，其特征在于，所述无铅玻璃粉的玻璃转化温度为409～443℃。4.权利要求1～3任一项所述无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将TeO2、B2O3、SiO2、ZnO、Al2O3、NaF和La2O3混合后依次进行熔融、水淬，得到玻璃颗粒；将所述玻璃颗粒进行球磨，得到所述无铅玻璃粉。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合包括：将所述无铅玻璃粉的制备原料用酒精润湿后进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘国友，余向磊，李伟超，孙浒，杜景红，张佳敏，赵玲彦，
申请(专利权)人：云南锡业集团控股有限责任公司研发中心，
类型：发明
国别省市：