高焊接拉力PERC太阳能正面银浆及其制备方法技术

本申请公开了一种高焊接拉力PERC太阳能正面银浆及其制备方法，该银浆中所用玻璃粉以重量百分比含量计，40％～50％的Bi2O3、18％～25％的B2O、9％～25％的SiO2、1％～5％的BaO、5％～10％的CaO、1％～3％的GeO2、5％～10％的V2O3组成，并在银浆中额外加入无机添加物。采用该玻璃粉并加入无机添加物能改善锡焊的银锡合金化程度，提高使焊接牢固性，使单位面积附着力可达4N/mm2。。。

【技术实现步骤摘要】
高焊接拉力PERC太阳能正面银浆及其制备方法


[0001]本申请涉及光伏银浆
，特别是一种高焊接拉力PERC太阳能正面银浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]光伏发电具有可持续性、清洁性和无地域限制等突出优势。我国光伏产量、装机容量均为世界第一，PERC太阳能电池占据主要市场。在现有太阳能电池中，正面电极起到了收集电流的作用，并通过焊接引线将电池片串联或并联成为电池组件。
[0003]随着太阳能电池技术的不断发展，现有电池片厚度降低，正面电极主栅数量增多同时宽度缩小，对主栅银浆的焊接性、印刷性能、粘附力提出了更高要求。
[0004]现有正面银浆主要组成包括：银粉、玻璃粉、有机载体和无机添加剂，其中，现有配方中主要通过调节玻璃粉的添加量控制银浆的附着力，调节无机添加剂的添加量控制银膜的可焊性和耐焊性；通常正面银浆主要检测银浆附着力，玻璃粉组成结构导致烧结过程中存在上浮拒焊的情况，导致正面电极的焊接性不好，影响太阳能组件的使用寿命。
[0005]目前在大规模使用的PERC太阳能电池所用电池组，由多片太阳能电池串联或并联后焊接在一起，电池片上电极的焊接通常采用锡焊，锡焊过程中，所形成锡焊料与银膜的合金化程度会影响银膜的导电性和焊接强度，合金化程度过高，银膜层导电结构过度破坏，银膜与硅片的粘接强度降低，降低银膜在使用中的导电性和附着力，造成焊点脱落，连接失效。该合金化程度过低又会导致焊接力不足、虚焊、焊接不牢等问题。银浆焊接性的好坏也是影响太阳能电池组件使用稳定性和使用寿命的重要因素。
>[0006]CN201210369033.4中公开了一种具有较高光电转换效率的晶体硅太阳电池正面银浆，该银浆由以下质量百分比的原料制成：67～90％的银粉、1～8％的无机粘结剂(为玻璃粉，其由以下质量百分比的原料制成：PbO30～70％，SiO25～10％，B2O32～10％，Al2O33～8％，Bi2O310～30％，Zn3(PO4)2·
4H2O5～20％，MgO1～10％)、2～20％的有机粘合剂(乙基纤维素4～10％，丙烯酸树脂0～5％，吐温0～10％，乙二醇丙醚15～30，丁基卡必醇醋酸酯10～30％，油酸丁酯5～10％，二乙二醇单丁醚醋酸酯15～35％)、1～5％的添加剂(分散剂、流平剂、润湿剂、防沉剂等)。该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>2.5N。但该银浆中主要通过添加的无机、有机粘结剂实现粘结，用于焊接时无法改善焊点合金化程度，且焊接拉力仅给出下限值，至于所能达到实际值未提供。
[0007]CN 201680017094.0中公开了一种用于硅太阳能电池中正面金属化的厚膜浆，其中所用由合成物制备的玻璃熔块包括：20wt％至60wt％的氧化铅PbO；20wt％至60wt％的氧化碲TeO；1wt％至30wt％的氧化铋Bi2O3；0.1wt％至5wt％的氧化钨WO3；0.1wt％至5wt％的氧化铜Cu2O；以及0.01wt％至1wt％的选自氧化镧La2O3、氧化钇Y2O3或它们的组合的稀土金属氧化物。同时公开了玻璃熔块可包括：锗(Ge)、钒(V)等金属组合，但该申请中并未公开玻璃熔块中添加锗、钒的实际比例和各项性能，也未公开如何改善所得玻璃料的高温流动性和流平性，而这两项性能，直接关系到最终成膜效果，进而影响粘附、焊接性能。
[0008]上述现有银浆的附着力，均非单位面积内的附着力，且新型的PERC太阳能电池片较传统多晶硅电池片薄，其表面钝化层减反层更薄，附着力要求更高为4～5N/mm2，上述现有银浆均无法按满足该附着力要求。

技术实现思路

[0009]本申请提供了一种高焊接拉力PERC太阳能正面银浆及其制备方法，用于解决现有技术中存在的单位面积附着力较低；焊接合金化率不合理导致附着力低的技术问题。
[0010]本申请提供了一种PERC太阳能正面银浆用玻璃粉，以重量百分比含量计，40％～50％的Bi2O3、18％～25％的B2O、9％～22％的SiO2、1％～5％的BaO、5％～8％的CaO、1％～3％的GeO2、5％～10％的V2O3组成。
[0011]优选地，以重量百分比含量计，42％～48％的Bi2O3、18.5％～20％的B2O3、15％～22％的SiO2、3.5％～4％的BaO、6％～8％的CaO、2％～3％的GeO2、6％～10％的V2O3组成。
[0012]按此比例制得的玻璃粉，用于正面银浆时，该玻璃粉所得熔体的接触角降低，流动性增强，有利于提高银浆与基片的粘附力。该玻璃粉高温流动性得到提高，进而提高银浆中玻璃相流动到界面的比例，从而可以减少玻璃的使用量达到相同的附着力，提高银膜的导电性。
[0013]本申请的另一方面还提供了一种高焊接拉力PERC太阳能正面银浆，由以下质量百分比：银粉82.4％～84％；玻璃粉3.6％～5％；有机载体12％；无机添加物0.3％～0.6％组成；无机添加物为ZnO、MgO或Al2O3任一；其中所用玻璃粉为如权利要求1或2所述的玻璃粉。
[0014]采用该玻璃粉制得的正面银浆单位面积附着力得到有效提高，可达4N/mm2以上。通过在银浆中添加无机添加物能使焊接时合金化率达到较好水平，获得较好焊接性能，使所得与样品的附着力测试性能达到较好结果。添加无机添加物能促进焊料在银网格上的覆盖，使银网格具有良好的焊接状态和高焊接强度。
[0015]该银浆银浆主要用于最新型的PERC太阳能电池片，其电池片较传统多晶硅电池片较薄，其表面钝化层减反层更薄，该银浆可满足此类电池片对附着力的要求。
[0016]优选地，银粉为1～1.5μm的球形银粉。采用该粒径的球型银粉，能有效提高银粉之间的导电网格数量，从而有效降低所得银浆的电阻率。
[0017]优选地，有机载体由75～85wt.％有机溶剂、10～20wt.％增稠剂、1～4wt.％表面活性剂、0.2～1wt.％触变剂组成。
[0018]优选地，有机载体由80～82wt.％有机溶剂、15～18wt.％增稠剂、2.2～4wt.％表面活性剂、0.2～0.8wt.％触变剂组成。
[0019]采用该有机载体配方，能提高对基片的润湿比例，有利于增强玻璃粉在基片上的流动性。
[0020]优选地，无机添加物为Al2O3。采用该无机添加物，能有效改善所得银浆的附着力。
[0021]优选地，有机溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、2,2,4
‑
三甲基
‑
1,3
‑
戊二醇单异丁酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、尼龙酸甲酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚中的至少一种；
[0022]增稠剂为乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、羟丙基纤维素、PVB树脂中的至少一种；
[0023]表面活性剂为司班85、卵磷脂、吐温80中的至少一种；
[0024]触变剂为氢化蓖麻油和/或聚酰胺蜡。
[0025]本申请的另一方面还提供了一种高焊接拉力PE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PERC太阳能正面银浆用玻璃粉，其特征在于，以重量百分比含量计，40％～50％的Bi2O3、18％～25％的B2O、9％～22％的SiO2、1％～5％的BaO、5％～8％的CaO、1％～3％的GeO2、5％～10％的V2O3组成。2.根据权利要求1所述的PERC太阳能正面银浆用玻璃粉，其特征在于，以重量百分比含量计，42％～48％的Bi2O3、18.5％～20％的B2O3、15％～22％的SiO2、3.5％～4％的BaO、6％～8％的CaO、2％～3％的GeO2、6％～10％的V2O3组成。3.一种高焊接拉力PERC太阳能正面银浆，其特征在于，由以下质量百分比：银粉82.4％～84％；玻璃粉3.6％～5％；有机载体12％；无机添加物0.3％～0.6％组成；无机添加物为ZnO、MgO或Al2O3任一；其中所用玻璃粉为如权利要求1或2所述的玻璃粉。4.根据权利要求3所述的银浆，其特征在于，银粉为1～1.5μm的球形银粉。5.根据权利要求3所述的银浆，其特征在于，有机载体由75～85wt.％有机溶剂、10～20wt.％增稠剂、1～4wt.％表面活性剂、0.2～1wt.％触变剂组成。6.根据权利要求3所述的银浆，其特征在于，有机载体由80～82wt.％有机溶剂、15～18wt.％增稠剂、2.2～4wt.％表面活性剂、0.2～0.8wt.％触变剂组成。7.根据权利要求3所述的银浆，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：左川，孙浒，甘国友，余向磊，李玮，黄建国，侯攀，全思齐，
申请(专利权)人：贵研铂业股份有限公司昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：