一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料及制备方法

专利名称：一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料及制备方法，属于电子材料技术领域。
背景技术：
随着现代工业的迅速发展，一方面加大对能源的需求，引发能源危机；另一方面在常规能源的使用中释放出大量的二氧化碳气体，导致全球性的“温室效应”。作为最理想的可再生能源，太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用太阳能发电具有环保、低成本、效率高等优点，而且不必考虑其安全性问题。近几年来，国内的硅太阳能电池发展迅速， 仅我国2010年的生产量已超过5GW，因此，作为太阳能电池的背电场用的太阳能浆料的使用数量不断上升。作为太阳能背电池使用的银浆料，在高温快速烧结后能够与太阳能基体良好结合层形成良好的欧姆接触，并赋予良好的附着性能，同时也要防止结合层过深而影响转换效率。另外，还要求太阳能背电场的银电极有良好的可焊、耐焊性。目前，国内外的浆料公司生产的背电场用银电极或银铝电极浆料所使用的玻璃粘结剂基本是采用单一软化点低的玻璃，这种玻璃具有熔点较低，高温烧结时流动性好，与硅片表面润湿性好同时对硅片内部的渗透多，虽然可以得到良好的附着力但可能造成金属银粉与硅片表面的接触从面接触变成点接触，从而严重影响了光电转换效率。从另一方面考虑，由于玻璃相渗透多可能会引起银电极表面的玻璃相变少，使的银电极的耐焊性变差。

发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供金属银粉与硅片形成面接触确保光电转换效率，同时使得银电极的耐焊性良好的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料。本发明的另一个目的是提供一种上述硅太阳能电池背电场用银电极浆料的制备方法，该制备方法使得浆料的各组分具有良好的分散性，使得烧结后使硅太阳能电池片产品具有良好、稳定、均勻的电气性能。为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是特征在于包括以下组分，以质量百分比计球形银粉60 70 wt%、片状银粉0 5衬％、、高温软化点玻璃粉2 6衬(％、 低温软化点玻璃粉1 3wt%、有机粘合剂20 30 wt %。进一步设置是所述球状银粉粒径0. 5 2. 5Mm，振实密度在4. 5 g/ml以上，所述片状银粉粒径是5Mm以下，振实密度在4. Og/ml以上。进一步设置是所用的玻璃为高、低温软化点玻璃搭配使用，其中
(1)所述的高软化点玻璃粉是I^o3- B2O3 - SiO2 - ZnO玻璃体系，其重量百分组成为=PbO3 60—80%, SiO2 1-30%, B2O3 1-20%, ZnO 3-20%, TiO2 0. 2-6%, Al2O3 0-2%, CuO 0-1%, Na2O 0-3%, K2O 0-3%, Na2O +K2O ( 3% ；
(2)所述的低软化点玻璃粉是Bi2O3- B2O3 - SiO2玻璃体系，其重量百分组成为Bi2O3 75-95%, B2O3 4-25%, SiO2 1. 5-8%, Ag2O 0-7% 进一步设置是所述的有机粘合剂是高分子树脂和溶剂。进一步设置是所述的高分子树脂为乙基纤维素、氢化松香树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。进一步设置是所述的溶剂是松油醇、醋酸丁酯或丁基卡必醇酯中的一种或几种。进一步设置是所述的有机粘合剂在银电极浆料中重量百分组成是高分子树脂 1. 0 4. 0 wt%、溶剂 18 28wt%o本发明的效果有选用高振实密度的金属银粉及使用两种高低软化点的玻璃，使浆料在快速的高温烧结时低温软化点玻璃保证了浆料与硅片具有良好润湿性及有效控制对硅片内部的渗透程度，既得到良好的附着力又保证了金属银粉与硅片形成面接触确保光电转换效率.同时高温软化点玻璃相引入满足银电极表面粘结需求，确保银电极的耐焊性良好。最终得到烧结致密、均勻的银导电层。为实现本发明的另一个目的，本发明的技术方案是根据权利要求1所述的组分配比，将称量好的玻璃粉和有机粘合剂装入球磨设备中，按料锆球=1 1比例加入锆球，进行 15 M小时混合、球磨处理至细度< 7Mm后过滤出料，再和银粉混合经过三辊轧机辊轧至细度< 7Mm以下，获得硅太阳能电池背电场用银电极浆料。上述述浆料的制备工艺与目前众多浆料生产厂家现有的浆料生产工艺有所区别， 现有的银电极浆料生产过程，即浆料中的各组分按配方配制好后，经搅拌混合后利用三辊研磨机充分研磨辊轧，达到一定的细度。本发明银电极浆料的制备方法，主要是考虑到组分中各种材料形貌等特性不一样，对分散的要求也所区别，首先将称量好的玻璃粉和有机粘合剂装入球磨设备中，按料错球=1 1比例加入锆球，进行15 M小时混合、球磨处理至细度达到< 7Mm后通过过滤料后，再和银粉混合经过三辊轧机辊轧至细度< 7Mm以下的银浆料。本发明的效果有按本工艺制备的银电极浆料既可以保证各种组分良好的分散性，又可以保证各组分混合后的均勻性，以得到均勻细腻银的电极浆，烧结后使硅太阳能电池片产品具有良好、稳定、均勻的电气性能。下面结合具体实施方式
对本发明做进一步介绍。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。太阳能电池背电场用银电极浆料组分和配比，利用先将玻璃粉和有机粘合剂装入球磨设备中，按料锆球=1 1比例加入锆球，进行15 M小时混合、球磨处理至细度
通过过滤出料，再和银粉混合经过三辊轧机辊轧至细度< 7Mm、均勻的银浆料。首先，简述本发明材料配方的基本方案一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料， 其重量百分组成为球形银粉60 70 wt%、片状银粉0 5 wt%、高温软化点玻璃粉2 6wt%、低温软化点玻璃粉1 3wt%、有机粘合剂18 观wt%。实施例1-9一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其配方按照表1的1-9号配方(分别对应 1-9实施例)，经过组分调整、球磨、轧制等工序处理后可以获得分散性好，成份均一的主材料。配方中所述的金属导电粉体是由球状银粉粒径0. 5 2. 5Mm，振实密度在4. 5 g/ml以上，以及片状银粉粒径是5Mm以下，振实密度在4.0g/ml以上。所述的玻璃粘结剂是一种 Bi2O3 - B2O3 - SiO2体系的低温软化点玻璃和一种 1 - B2O3 一 SiO2 一 ZnO体系的高温软化点玻璃.所述有机粘合剂中高分子树脂是乙基纤维素、氢化松香树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种，所述溶剂是松油醇、醋酸丁酯或丁基卡必醇酯中的一种或几种。配方中选择的玻璃配方如表2和表3的1-9所示，将玻璃粉和有机粘合剂经球磨达到一定的细度后过滤出料，再和金属银粉材料混合均勻后利用三辊研磨机充分研磨辊轧，达到一定的细度。按上述配方制得的银电极浆料，通过丝网印刷工艺形成硅太阳能电池片 (125X 125规格)的背电场银电极电极，在链带烧结炉中760°C/IOS所得到的产品性能检测结果如表4所示，所得的硅太阳能电池片性能良好。表1 硅太阳能电池背电场用银电极浆料的材料配方
权利要求
1.一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于包括以下组分，以质量百分比计球形银粉60 70 wt%、片状银粉0 5 wt%、高温软化点玻璃粉2 6wt%、低温软化点玻璃粉1 3wt%、有机粘合剂20 30 wt %。
2.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于所述球状银粉粒径0. 5 2. 5Mm，振实密度在4. 5 g/ml以上，所述片状银粉粒径是5Mm以下，振实密度在4. Og/ml以上。
3.根据权利要求1或2或3所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于(1)所述的高软化点玻璃粉是1 - B2O3 - SiO2 - ZnO玻璃体系，其重量百分组成为=PbO3 60—80%, SiO2 1-30%, B2O3 1-20%, ZnO 3-20%, TiO2 0. 2-6%, Al2O3 0-2%, CuO 0-1%, Na2O 0-3%, K2O 0-3%, Na2O +K2O ( 3% ；(2)所述的低软化点玻璃粉是Bi2O3- B2O3 - SiO2玻璃体系，其重量百分组成为 Bi2O3 75-95%, B2O3 4-25%, SiO2 1. 5-8%, Ag2O 0-7%
4.根据权利要求3所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于所述的有机粘合剂是高分子树脂和溶剂。
5.根据权利要求4所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于所述的高分子树脂为乙基纤维素、氢化松香树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求4或5所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于 所述的溶剂是松油醇、醋酸丁酯或丁基卡必醇酯中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料，其特征在于所述的有机粘合剂在银电极浆料中重量百分组成是高分子树脂1. 0 4. 0 wt%、溶剂18 28wt%。
8.一种制备如权利要求1所述的硅太阳能电池背电场用银电极浆料的制备方法，其特征在于根据权利要求1所述的组分配比，将称量好的玻璃粉和有机粘合剂装入球磨设备中，按料错球=1 1比例加入锆球，进行15 M小时混合、球磨处理至细度彡7Mm后过滤出料，再和银粉混合经过三辊轧机辊轧至细度< 7Mm以下，获得硅太阳能电池背电场用银电极浆料。
全文摘要
本发明公开了一种硅太阳能电池背电场用银电极浆料及制备方法，硅太阳能电池背电场用银电极浆料其重量百分组成为球形银粉60～70wt％、片状银粉0～5wt％、高温软化点玻璃粉2～6wt％、低温软化点玻璃粉1～3wt％、有机粘合剂20～30wt％。所述球状银粉粒径0.5～2.5μm，振实密度在4.5g/ml以上，所述片状银粉粒径是5μm以下，振实密度在4.0g/ml以上，所述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，本发明该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，附着能力强，耐焊性好，产品的光电转换效率高。
文档编号H01L31/0224GK102354545SQ201110331309
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者孟淑媛, 黄月剑 申请人:浙江光达电子科技有限公司