一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池用导电浆料及其制造方法，所述包括导电金属粉、无机粘结剂、有机载体及添加剂，所述导电金属粉包括两种粒径不同的金属粉，所述大粒径金属粉的粒径为４－６μｍ，所述小粒径金属粉粒径为１－１００ｎｍ。本发明专利技术提供的导电浆料制成的太阳能电池的光电转化效率得到了显著提高；且该导电浆料外观质地均匀，表面光滑，无气泡，长期放置无沉淀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池用导电浆料，更具体的涉及一种太阳能电池用导电浆 料及其制备方法。
技术介绍
当前关于太阳能电池的研究非常活跃，太阳能电池有望成为未来电力供应的主要 支柱，晶体硅太阳能电池是PV(光伏)市场上的主导产品，因为它的技术和工艺最成熟，性 能稳定。导体浆料是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料，在该电池材料成本中占有相 当的比重，它几乎覆盖了电池的整个背面，形成的背电场可以提高太阳能电池的开路电压 和短路电流。浆料的制作与烧结工艺对太阳能电池片的性能有着很大的影响。浆料主要由功能性粉体(金属粉)、有机载体和高温下起粘结作用的粘结组分组 成。金属粉作为导电相，它决定了浆料的电性能，并影响着成膜后的物理和机械性能；粘结 剂的主要作用是使固化膜层与基体牢固结合起来，在元件烧结过程中起连接、拉紧、固定导 电相相粒子的作用。有机载体是聚合物在有机溶剂中的溶液，起着控制浆料的流变特性，调 节浆料的粘稠度，使固态的导电相、粘结相和其他作用的固体微粒混合物分散成具有流体 特性的浆料，以便于转印到基板上，是印刷膜和干燥膜的临时粘结剂，有机载体主要由有机 溶剂和增稠剂组成。各种粉体在有机载体中进行充分搅拌和分散后形成膏状的浆料。烧结 后的膜层是由金属和粘结成分组成。现有技术中公开的太阳能电池用浆料，采用其制成的晶体硅太阳能电池的光电转 换效率仍不够理想，并且硅片在印刷浆料烧结后，金属膜对硅基体的附着力不牢固，表面比 较容易产生少许疤痕。国际大公司以及我国的一些研究所和浆料制作厂家，生产的浆料产 品在如何提高光电转换效率也在不断探索。因此，深入研究浆料的组成及制造方法，是改善 太阳能电池光电转换效率的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是采用现有技术中的导电浆料太阳能电池光电转换效率 不够理想，特提供了一种光电转换效率优异的新型太阳能电池导电浆料。本专利技术还提供所述的新型太阳能导电浆料的制备方法。本专利技术提供一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机粘结剂、有机载 体及添加剂，所述导电金属粉包括两种粒径不同的金属粉，所述大粒径金属粉的粒径为 4-6 μ m,所述小粒径金属粉的粒径为1-lOOnm。本专利技术还提供一种太阳能电池用导电浆料制备方法，包括将氧化物粉末混合熔 融、球磨制成无机粘结剂玻璃粉；将增稠剂溶解于有机溶剂制成有机载体；将无机粘结剂 玻璃粉、粒径为4-6 μ m的大粒径金属粉、粒径为I-IOOnm小粒径金属粉及添加剂加入到有 机载体中混合，研磨。本专利技术提供的太阳能电池用导电浆料，用其制备得到的金属导电浆料采用丝网印刷到晶硅太阳能电池上烧结成膜后，多晶硅电池的开路电压较单一粒径的金属粉增加了 4-6%以上，这是因为纳米级金属粉的微掺杂，填补了大粒径金属粉(4_6μπι)间本来存在 的空隙，金属粉在硅片表面形成了致密均勻的导电膜，从而提高了导电性能，多晶硅太阳电 池的平均光电转化效率在15. 5%以上。并且采用本专利技术的浆料经研磨后外观质地均勻，表 面光滑，无气泡；丝网印刷过网性能极佳，印刷在硅片上表面无缺陷，烧结后，太阳能电池硅 片上硅金属层间附着力良好，金属膜光滑、不起疱、也不存在烧结炉的网带印痕，太阳能电 池电池硅片弯曲程度小。具体实施例方式本专利技术提供了一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机粘结剂玻璃粉、 有机载体及添加剂，所述导电金属粉包括两种粒径不同的金属粉，所述大粒径金属粉的粒 径为4-6 μ m，所述小粒径金属粉粒径为Ι-lOOnm。所述大粒径金属粉与所述小粒径金属粉 的质量比为(9 99) 1。所述导电金属粉选自铝粉、银粉或两者的混合物。以所述太阳能电池导电浆料的总重量为基准，所述导电浆料包括60 85衬％的 金属粉、0 5. Owt %的无机粘结剂玻璃粉、10 25wt%的有机载体、以及0. 1 2. Owt %的 添加剂。所述无机粘结剂玻璃粉的成分包括氧化铋、三氧化二硼、二氧化硅、氧化钙、氧化 铝、氧化锌、氧化镁、氧化锶等中的一种或几种，所述无机粘结剂玻璃粉的中值粒径D5tl为 0.2-3.5 4!11、软化点为450-6001。本专利技术的无机粘结剂玻璃粉的具体配方组可以为其中 必选组分氧化铋(Bi2O3)占40 75Wt %，氧化硼(B2O3)占10 3Owt %，二氧化硅(SiO2)占 5 20wt %，氧化锌(ZnO)占0. 5 IOwt %，可选组分氧化铝(Al2O3)占0 5. Owt %，氧化 镁(MgO)占0 2. Owt %，氧化锶(SrO)占0 2. Owt %，氧化钙(CaO)占0 5. Owt %。所述有机载体包括有机溶剂和增稠剂，有机溶剂选自松油醇、丁基卡必醇、邻苯二 甲酸二丁酯、丁基卡必醇醋酸酯中的两种或两种以上，所述增稠剂包括乙基纤维素、硝化纤 维素、树脂类粘结剂中的一种或几种。所述添加剂包括硫酸铵和环己酮。本专利技术选用环己酮做表面活性剂，表面活性剂 是用来降低载体与固体粉粒界面的表面张力，使有机载体能充分润湿固体粉粒的表面。这 样研磨后的浆料外观质地光滑，不会产生气泡，使丝网印刷过网性能良好，印刷质量佳。本 专利技术还选用少量的硫酸铵做流动性控制剂加入到浆料中，控制浆料二次流动浆料，避免造 成烧结后膜层出现裂缝。因此，本专利技术配方组成的导电浆料长期放置后(三个月及以上) 不会产生罐底沉淀及上层漂浮黑色油状物；所述的导电浆料经研磨后外观质地均勻，表面 光滑，无气泡，丝网印刷过网性能极佳，印刷在硅片上表面无缺陷，烧结后，电池片上硅金属 层间附着力良好，金属膜光滑、不起疱、也不存在烧结炉的网带印痕，电池片弯曲程度小。本专利技术提供了一种太阳能电池用导电浆料制备方法，包括将氧化物粉末混合 烧制、球磨制成无机粘结剂玻璃粉；将增稠剂溶解于有机溶剂制成有机载体；将粒径为 4-6 μ m的大粒径金属粉与粒径为I-IOOnm小粒径金属粉混合制成导电金属粉；再将无机 粘结剂玻璃粉、有机载体、导电金属粉及添加剂混合，研磨。所述大粒径金属粉与所述小粒 径金属粉的质量比为(9 99) 1。所述导电金属粉选自铝粉、银粉或两者的混合物。以 所述太阳能电池导电浆料的总重量为基准，所述导电浆料包括60 85wt%的金属粉、0 5. Owt%的无机粘结剂玻璃粉、10 25wt%的有机载体、以及0. 1 2. Owt%的添加剂。按照本专利技术提供的制备方法，采用的金属粉是两种不同粒径的金属粉，小粒径的 金属粉掺杂于大粒径金属粉中，本专利技术的金属导电浆料烧结后，比单一粒径的金属粉制作 的导电浆料导电率大，金属背场的方块电阻较传统配方的金属导电浆料也有较大程度的降 低，开路电压较单一金属粉增加了 4-6%以上。硅太阳能电池的欧姆串联电阻降低、填充因 子提高，因此，太阳能电池的光电转换效率也有较大的提高，从实验线的数据表明，多晶硅 电池的平均光电转化效率大于15. 5%。下面的实施例将对本专利技术做进一步的说明。实施例1步骤一玻璃粉的制备取65衬％的氧化铋(Bi2O3)(氧化物均购于天津科密欧化学试剂有限公司，分析 纯，下同)，12wt%&氧化硼(B2O3)，8. Owt %的二氧化硅(SiO2), IOwt %的氧化锌(ZnO)， 3. Owt %的氧化铝(Al2O3)，2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机粘结剂、有机载体及添加剂，所述导电金属粉包括两种粒径不同的金属粉，所述大粒径金属粉的粒径为４－６μｍ，所述小粒径金属粉的粒径为１－１００ｎｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珍，谭伟华，周勇，姜占锋，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]