无机玻璃粉组合物、无机玻璃粉、导电浆料与太阳能电池和组件制造技术

本发明专利技术提供了无机玻璃粉组合物、无机玻璃粉、导电浆料与太阳能电池和组件。无机玻璃粉组合物中的元素组成包括Si

【技术实现步骤摘要】
无机玻璃粉组合物、无机玻璃粉、导电浆料与太阳能电池和组件


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种无机玻璃粉组合物、无机玻璃粉、导电浆料与太阳能电池和组件。

技术介绍

[0002]晶硅太阳能电池从常规的铝背场电池到目前主流的背钝化发射极(PERC)电池，再到更高转化效率的隧道氧化层钝化接触(TOPCon)和异质结(HJT)电池，从技术看主要就是表面钝化技术的进步，而晶硅太阳能电池的金属化一般是通过丝网印刷导电浆料来实现的，导电浆料中的玻璃成分需要先腐蚀钝化层才能和硅片形成好的接触，并且一般玻璃腐蚀钝化层后还会进一步和硅进行腐蚀反应，造成了浆料印刷处的钝化性能变差。从而影响太阳能电池的开路电压和转化效率。
[0003]现有的导电浆料一般主要考虑的是导电浆料和硅的接触性能和印刷后细栅线的形貌。尽量减小接触电阻和遮光面积，以提升电池的短路电流和填充因子，但没有考虑玻璃对钝化层的影响和导电浆料自身造成的负荷。
[0004]现有技术未考虑导电浆料中的玻璃成分对钝化层的腐蚀和进一步对硅片本体的腐蚀，从而造成太阳能电池开路电压和转化效率偏低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种无机玻璃粉组合物、无机玻璃粉、导电浆料与太阳能电池和组件。本专利技术提供的具有特定组成的无机玻璃粉在制备太阳能电池及组件时减少玻璃对钝化层的腐蚀、并避免在腐蚀钝化层后进一步腐蚀硅，改善电池表面的钝化效果。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种无机玻璃粉组合物，该组合物中的元素组成包括：Si
a
‑
Bi
b
‑
Zn
c
‑
W
d
‑
M
e
，M包括碱金属、碱土金属、稀土金属、Cu、B、Al、Ga、Te、Ge、Sn、P、Sb、Nb、Ta、V、Ti、Mo、Cr、Zr、Pb中的两种以上的组合；所述无机玻璃粉组合物包含对应上述元素(硅、铋、锌、钨、M)的氧化物和/或能够形成上述元素氧化物的化合物；
[0007]a、b、c、d、e分别为硅、铋、锌、钨、M在组合物的硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比；a、b、c、d、e的取值同时满足式1至式6：
[0008]式1：40％≤a≤60％或5％≤b≤20％中的一个；
[0009]式2：52％≤(a+b)≤65％；
[0010]式3：6％≤c≤15％或1∶4≤c∶(a+b)≤1∶7中的一个；
[0011]式4：1∶1≤(a+b)∶(d+e)≤3∶1；
[0012]式5：6％≤d≤15％或10％≤e≤30％中的一个；
[0013]式6：a+b+c+d+e＝100％。
[0014]在一些具体实施方案中，硅、铋、锌、钨、M在组合物中具体可以以“对应上述元素的
氧化物”、“能够形成上述元素氧化物的化合物”的存在。所述能够形成对应元素氧化物的化合物包括对应元素的碳酸盐等。其中，“碳酸盐”不仅包括各种元素与碳酸根(CO
32
‑
)形成的盐，还包括碳酸氢盐(酸式碳酸盐)、碱式碳酸盐。
[0015]在一些具体实施方案中，Si
a
‑
Bi
b
‑
Zn
c
‑
W
d
‑
M
e
为上述组合物体系中主要阳离子对应的元素组成。a为Si/(Si+Bi+Zn+W+M)的摩尔百分比，b为Bi/(Si+Bi+Zn+W+M)的摩尔百分比，c为Zn/(Si+Bi+Zn+W+M)的摩尔百分比，d为W/(Si+Bi+Zn+W+M)的摩尔百分比，e为M/(Si+Bi+Zn+W+M)的摩尔百分比。
[0016]在上述无机玻璃粉组合物中，所述碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)；所述碱土金属包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)；所述稀土金属包括IIIB族中钪(Sc)、钇(Y)、镧系元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
[0017]在上述无机玻璃粉组合物中，硅
‑
铋是组成玻璃体系的网络骨架；锌为网络中间体，能够降低玻璃的软化点、减小热膨胀系数；钨是表面活性金属，能够降低玻璃的表面张力。
[0018]在一些具体实施方案中，硅在硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比可以进一步控制为：45％≤a≤55％。
[0019]在一些具体实施方案中，铋在硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比可以进一步控制为：8％≤b≤16％。
[0020]在一些具体实施方案中，式2可以为：55％≤(a+b)≤65％。
[0021]在一些具体实施方案中，式4可以为：1.5∶1≤(a+b)∶(d+e)≤2.5∶1。
[0022]在上述无机玻璃粉组合物中，M元素能够提高无机体系的成玻能力，降低玻璃软化点。在一些具体实施方案中，M在硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比可以进一步控制为：15％≤e≤25％。
[0023]在一些具体实施方案中，所述M可以包括Li、Na、Cu、Al、Pb、Te中的两种以上的组合；例如，所述M可以包括Li、Na、Cu、Al、Pb的组合，Li、Cu、Al、Pb、Te的组合，Li、Cu、Al、Pb的组合等。
[0024]在一些具体实施方案中，以摩尔占比计，上述无机玻璃粉组合物的元素组成Si
a
‑
Bi
b
‑
Zn
c
‑
W
d
‑
M
e
中a、b、c、d、e的取值可以同时满足以下关系式：
[0025]式1：45％≤a≤55％和/或6％≤b≤15％，
[0026]式2：52％≤(a+b)≤65％；
[0027]式3：8％≤c≤13％和/或1∶4≤c∶(a+b)≤1∶7；
[0028]式4：1.4：1≤(a+b)∶(d+e)≤2.5∶1；
[0029]式5：5％≤d≤12％和/或16％≤e≤24％；
[0030]式6：a+b+c+d+e＝100％。
[0031]在一些具体实施方案中，上述无机玻璃粉组合物包含对应上述元素的氧化物和/或能够形成上述元素氧化物的化合物；其中，该组合物中的元素组成包括：Si
a
‑
Bi
b
‑
Zn
c
‑
W
d
‑
M
e
，M包括碱金属、碱土金属、稀土金属、Cu、B、Al、Ga、Te、Ge、Sn、P、Sb、Nb、Ta、V、Ti、Mo、Cr、Zr、Pb中的两种以上的组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无机玻璃粉组合物，该无机玻璃粉组合物中的元素组成包括：Si
a
‑
Bi
b
‑
Zn
c
‑
W
d
‑
M
e
，M包括碱金属、碱土金属、稀土金属、Cu、B、Al、Ga、Te、Ge、Sn、P、Sb、Nb、Ta、V、Ti、Mo、Cr、Zr、Pb中的两种以上的组合；所述无机玻璃粉组合物包含对应上述元素的氧化物和/或能够形成上述元素氧化物的化合物；a、b、c、d、e分别为硅、铋、锌、钨、M在组合物的硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比；a、b、c、d、e的取值同时满足式1至式6：式1：40％≤a≤60％或5％≤b≤20％中的一个；式2：52％≤(a+b)≤65％；式3：6％≤c≤15％或1∶4≤c∶(a+b)≤1∶7中的一个；式4：1∶1≤(a+b)∶(d+e)≤3∶1；式5：6％≤d≤15％或10％≤e≤30％中的一个；式6：a+b+c+d+e＝100％。2.根据权利要求1所述的无机玻璃粉组合物，其中，45％≤a≤55％和/或8％≤b≤16％。3.根据权利要求1所述的无机玻璃粉组合物，其中，式2为55％≤(a+b)≤65％。4.根据权利要求1所述的无机玻璃粉组合物，其中，15％≤e≤25％。5.根据权利要求1所述的无机玻璃粉组合物，其中，式4为1.5∶1≤(a+b)∶(d+e)≤2.5∶1。6.根据权利要求1所述的无机玻璃粉组合物，其中，所述M包括Li、Na、Cu、Al、Pb、Te中的两种以上的组合；优选地，所述M包括Li、Na、Cu、Al、Pb的组合，Li、Cu、Al、Pb、Te的组合，Li、Cu、Al、Pb的组合。7.一种无机玻璃粉，该无机玻璃粉是由权利要求1
‑
6任一项所述的无机玻璃粉组合物制备得到的；优选地，该无机玻璃粉的组成为Si
a
‑
Bi
b
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Zn
c
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W
d
‑
M
e
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O
f
，其中，M包括碱金属、碱土金属、稀土金属、Cu、B、Al、Ga、Te、Ge、Sn、P、Sb、Nb、Ta、V、Ti、Mo、Cr、Zr、Pb中的两种以上的组合，a、b、c、d、e分别为硅、铋、锌、钨、M在硅、铋、锌、钨、M元素总量中的摩尔占比，f为使氧元素与其他元素电荷平衡的数；其中，a、b、c、d、e的取值同时满足式1至式6：式1：40％≤a≤60％或5％≤b≤20％中的一个；式2：52％≤(a+b)≤65％；式3：6％≤c≤15％或1∶4≤c∶(a+b)≤1∶7中的一个；式4：1∶1≤(a+b)∶(d+e)≤3∶1；式5：6％≤d≤15％或10％≤e≤30％中的一个；式6：a+b+c+d+e＝100％；优选地，所述无机玻璃粉的粒径分布满足D50为0.1μm
‑
5μm；优选地，所述无机玻璃粉的软化温度为250℃
‑
550℃。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪山，周欣山，周彬，
申请(专利权)人：苏州晶银新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：