一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆及其制备方法技术

技术编号:8272146 阅读:354 留言:0更新日期:2013-01-31 04:36
本发明专利技术公开了一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,该浆料由以下质量份配比的原料制成:银粉45-52份,无机粘结剂2-6份,有机粘合剂35-45份,添加剂1-10份。本发明专利技术还公开了上述低银含量晶体硅太阳电池背面银浆的制备方法。本发明专利技术克服了低银含量浆料的电性能差的缺点,通过使用球状银粉和片状银粉的混合粉末作为导电相,在降低了银粉用量的同时保证了较好的电性能。本发明专利技术还通过加入分散剂、流平剂、润湿剂、附着力增进剂等添加剂克服了低银含量对浆料性能带来的不利影响。本发明专利技术产品应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.2%,应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥16.8%;应用于晶体硅太阳电池上的焊接平均拉力>3N(含铅或者无铅焊带焊接,180°撕拉)。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种晶体硅太阳电池用背面银浆,同时,本专利技术还涉及所述浆料的制备方法。
技术介绍
太阳能发电是直接将太阳辐射能转换为电能,是所有清洁能源中对太阳能的转换环节最少、利用最直接的方式。目前,主要的太阳电池是晶体硅太阳电池。由于晶体太阳电池比传统发电的成本高,使其安装应用受到了一定的限制,在未来一段时间内仍不能成为主流能源。提高太阳电池的光电转换效率和降低太阳电池的成本是未来晶体硅太阳电池发展的主要方向。背面银浆是制备晶体硅太阳电池的一种重要辅料,通常采用丝网印刷工艺将其印刷烧结于电池背面,作为背面电极。背面银浆需要具有良好的导电性、印刷性能、焊接性。银浆主要由导电相银粉、无机粘结剂、有机粘合剂以及其他添加剂组成。其中银粉为导电介质;无机粘结剂在高温烧结时熔化,在银粉和硅基底之间形成欧姆接触;有机粘合剂主要起分散和包裹作用,将银粉颗粒均匀的包裹起来,使得导电银浆中的银粉不容易产生沉淀 和氧化。银粉是组成导电银浆最关键的材料,其质量及填充量直接或间接影响浆料及最终形成导体的性能,但是银粉的价格相对其他导电金属粉较高。传统银浆中的银粉含量较高,导致银浆的成本居高不下,影响太阳电池成本的降低。因此,在保持银浆优良性能的基础上,可以通过降低其中银粉的含量来降低银浆的成本,进而降低太阳电池的生产成本。公开号为CN102354545A的中国专利技术专利申请公开了一种硅太阳电池背场用银电极浆料及其制备方法,硅太阳电池背电场用银电极浆料其重量百分数组成为球形银粉60 70wt%、片状银粉O 5wt%、高温软化点玻璃粉2 6wt%、低温软化点玻璃粉I 3wt%、有机粘合剂20 30wt%。所述球状银粉粒径O. 5 2. 5 μ m,振实密度在4. 5g/ml以上,所述片状银粉粒径是5 μ m以下,振实密度在4. Og/ml以上,所示的高温软化点玻璃粉是PbO3-B2O3-SiO2-ZnO玻璃体系,所述的低温软化点玻璃粉是Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃体系,该专利技术浆料应用与硅太阳能电池片背电场的银电极,经链带炉的快速高温烧结后,附着性能强,耐焊性好,产品的光电转换效率高。公开号为CN102262940A的中国专利技术专利申请公开了一种晶体硅太阳能电池用背面银浆的制备方法,包括下述步骤1)制备有机载体按重量百分比将乙基纤维素树脂加入到溶剂中,在恒温水槽中完全溶解后,筛网过滤得到有机载体;步骤2):背面银浆的制备将重量百分比为I. O 5. 0%的无铅玻璃粉、56. O 76. 0%的片状银粉、O. 2 2%的无机添加物、步骤I)制备好的10% 30%有机载体、3% 12%的溶剂、O. 1% 1%的增塑剂和O. 1% 1%的分散剂混合均匀,三辊机上分散至20 μ m以下,即得晶体硅太阳能电池用背面银浆。该浆料具有优异的印刷性,烧结后与硅片和铝形成良好的欧姆接触,可焊性好,电池转化效率高。公开号为CN102324263A的中国专利技术专利申请公开了一种用于太阳能电池的银浆,该银浆包括银粉、无铅玻璃粉、有机载体,有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,银粉为球形/或鳞片形,银粉的粒径包括有粗、细两种;无机玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括La203、B2O3> A1203、ZnO, Na2O, LiO2, V2O5和P205。其制备方法为将上述无铅玻璃粉原料混合均匀后放于高温马孚炉进行加热、保温,再将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;将有机溶剂和有机添加剂按比例进行混合搅拌均匀即可;将银粉,无机玻璃粉,有机载体,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。在满足太阳能电池电性能的前提下,还能够满足无铅环保要求。目前公知的晶体硅太阳能电池用背面银浆主要存在以下缺点(I)浆料中银含量较高,由于银的价格非常昂贵,使得银浆的价格居高不下;(2)光电转换效率较低,间接提高了太阳电池的生产成本;(3)附着力低,不能满足太阳电池关于附着力的要求;(4)焊接性能差
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,使用该背面银浆可降低晶体硅太阳电池用背面银浆的成本,提高其光电转换效率。在满足硅太阳电池各方面性能要求的前提下,降低晶体硅太阳电池的成本,促进其规模化安装应用。本专利技术的另一目的在于提供一种简单高效的低银含量晶体硅太阳电池背面银浆的制备方法。本专利技术提供的一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,由以下质量份配比的原料制成银粉45-52份,无机粘结剂2-6份,有机粘合剂35-45份,添加剂1_10份。优选地,所述银粉为球形银粉和片状银粉的混合物,其中,球形银粉的表面包覆有表面处理剂,纯度大于99. 90%,平均粒度O. 5-4. Oym,振实密度3. 5-6. 5g/cm3,烧蚀率O.3-0. 9% ;片状银粉的纯度大于99. 90%,平均粒度3. 0-6. Oy m,振实密度3. 0-4. 5g/cm3 ;所述无机粘结剂由以下质量份配比的原料制成=SiO2 3-10份,B2O3 15-25份,Al2O3 2-7份,Bi2O3 20-40份,PbO 0-50份,P2O5 3-5份,ZnO 5-15份,ZrO2 1-3份;所述有机粘合剂由以下质量份配比的原料制成乙基纤维素4-8份,酚醛树脂1-3份,苯甲醇2-10份,松油醇25-40份,丁基卡必醇10-35份,丁基卡必醇醋酸酯15-35份;所述添加剂为各种市售分散剂、流平剂、润湿剂和附着力增进剂中的一种或几种。本专利技术提供的一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆的制备方法,包括以下步骤 (1)将制备有机粘合剂的原料在反应釜内溶解,得到均一、透明的有机粘合剂; (2)将制备无机粘结剂的原料混合均匀后,装入瓷坩埚中,在数显鼓风干燥箱中于135±10°(干燥后,放入高温炉中,于900-1100°C熔炼,水淬后烘干,然后球磨至8 μ m以下,烘干得到无机粘结剂; (3)将所述银粉、无机粘结剂、有机粘合剂及添加剂混合均匀,然后使用搅拌机搅拌分散,然后使用三辊研磨机进行研磨分散至细度< 17. 5 μ m,粘度15000-45000mPa *S,得到低银含量晶体硅太阳电池背面银浆产品。上述制备方法中,所述步骤(I)中溶解的温度为80-120°C;所述步骤(2)中干燥的时间为3-4小时,熔炼的时间为50-90分钟;所述步骤(3)中搅拌机搅拌分散的时间为8-10小时。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点本专利技术产品的银含量低,降低了成本。通过加入分散剂、流平剂、润湿剂、附着力增进剂等添加剂克服了低银含量对浆料性能造成的不利影响。并且本专利技术产品采用球状银粉和片状银粉的混合粉末作为导电材料,提高了银电极的导电性能,确保背银在银含量较低的情况下仍保持良好的电池转换效率。较之常见的高银含量的银浆,本专利技术产品应用于单晶硅太阳电池上的量产时平均转换效率> 18. 2%,应用于多晶硅太阳电池上的量产时平均转换效率> 16. 8%;应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>3N (含铅或者无铅焊带焊接,180°撕拉)。具体实施例方式以下实施例仅用于阐述本专利技术,而本专利技术的保护范围并非仅仅局限于以下实施 例。所述
的普通技术人员依据以上本专利技术公开本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,其特征在于:由以下质量份配比的原料制成:银粉45?52份,无机粘结剂2?6份,有机粘合剂35?45份,添加剂1?10份。

【技术特征摘要】
1.一种低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,其特征在于由以下质量份配比的原料制成银粉45-52份,无机粘结剂2-6份,有机粘合剂35-45份,添加剂1_10份。2.根据权利要求I所述的低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,其特征在于所述银粉为球形银粉和片状银粉的混合物,其中,球形银粉的表面包覆有表面处理剂,纯度大于.99. 90%,平均粒度O. 5-4. Oym,振实密度3. 5-6. 5g/cm3,烧蚀率O. 3-0. 9% ;片状银粉的纯度大于99. 90%,平均粒度3. 0-6. O μ m,振实密度3. 0-4. 5g/cm3。3.根据权利要求I所述的低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,其特征在于所述无机粘结剂由以下质量份配比的原料制成=SiO2 3-10份,B2O3 15-25份,Al2O3 2-7份,Bi2O3 20-40份,PbO 0-50 份,P2O5 3-5 份,ZnO 5-15 份,ZrO2 1-3 份。4.根据权利要求I所述的低银含量晶体硅太阳电池背面银浆,其特征在于所述有机粘合剂由以下质量份配比的原料制成乙基纤维素4-8份,酚醛树脂1-3份,苯甲醇2-10份,松油醇25-40份,丁基卡必醇10-35份,丁基卡必醇醋酸酯15-35份。5.根据权利要求I所述的低银含量晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳洁瑜孙倩张树利
申请(专利权)人:广州市儒兴科技开发有限公司无锡市儒兴科技开发有限公司
类型:发明
国别省市:

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