一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料、太陽能電池片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料、用此銀導(dǎo)電漿料制備的太陽能電池片及此太陽能電池片的制備方法。該銀導(dǎo)電漿料包括導(dǎo)電相、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，所述導(dǎo)電相包括銀硅合金粉；以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)，所述銀導(dǎo)電漿料包括40~60wt%的銀硅合金粉，制備的種子層細(xì)且矮，不易發(fā)生斷線現(xiàn)象，制備的正面電極表面狀況良好，表面光滑，不會出現(xiàn)積點與孔洞等現(xiàn)象，同時焊接強(qiáng)度高，與硅基體片的粘結(jié)力強(qiáng)，為太陽能電池的制備奠定了基礎(chǔ)，特別是相對于用現(xiàn)有的銀導(dǎo)電漿料制備的種子層制備的電池填充因子和光電轉(zhuǎn)化效率得到了很大的提高。且本發(fā)明的工藝簡單易制備，成本低。
【專利說明】—種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料、太陽能電池片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料、用此銀導(dǎo)電漿料制備的太陽能電池片及此太陽能電池片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為一種綠色能源，以其取之不竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點越來越受到人們的重視?，F(xiàn)有硅基太陽能電池一般通過將含有導(dǎo)電性金屬粉末、玻璃粉及有機(jī)載體的導(dǎo)電漿料印刷在硅基材上，進(jìn)行干燥和燒制制備電極和背場。太陽電池硅基材的背面電極一般為正極，涂覆的導(dǎo)電漿料通常為背面銀漿；背表面一般涂覆含鋁導(dǎo)電漿料，燒結(jié)后形成鋁背場，它能顯著提高電池的開路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率；正面電極一般為負(fù)極，通過在鍍減反射膜后采用絲網(wǎng)印刷正面銀漿，然后過隧道爐燒結(jié)后直接得到正面銀電極，正面銀漿主要由功能性粉體(金屬粉)、無機(jī)玻璃粉、有機(jī)載體混合攪拌并軋制而成，金屬粉作為導(dǎo)電相，一般為銀粉。正面電極在硅基材的受光面，影響太陽能光的接受率，其高寬比成為現(xiàn)有研究提聞電池光電轉(zhuǎn)化效率的重點和熱點。
[0003]現(xiàn)有研究通過先絲網(wǎng)印刷一層種子層銀漿，再進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀工藝(LIP)，絲印的種子層?xùn)啪€細(xì)且矮，燒結(jié)后做為電鍍純銀的導(dǎo)電層，得到的正面電極體電阻低，填充因子高，電池的光電轉(zhuǎn)換效率有顯著的提高，也能降低銀導(dǎo)電漿料的用量，電鍍銀相對銀漿的成本低，也降低了成本。現(xiàn)有研究的種子層銀漿均為普通的正面銀漿，即導(dǎo)電相一般為銀粉，但此種漿料絲印后的種子層?xùn)啪€的細(xì)密度達(dá)不到設(shè)計的要求，光誘導(dǎo)電鍍后的正面電極柵線的寬度增加過大，遮光面積增大，電池的短路電流下降，雖然由于電鍍導(dǎo)致填充因子有所提升，但整體上，電池的光電轉(zhuǎn)換效率提高并不理想。
[0004]現(xiàn)有公開的正面銀漿也有導(dǎo)電組分選自(i )銀顆粒和選自鈀、銥、鉬、釕、鈦和鈷的金屬顆粒，(i i )包含銀和選自鈀、銥、鉬、釕、鈦和鈷的金屬的合金顆粒，以及(i i i )銀顆粒和芯一殼顆粒，其中在所述芯一殼顆粒中，選自鈀、銥、鉬、釕、鈦和鈷的金屬被涂覆在銀或銅的表面上。但該類導(dǎo)電功能粉體的熔點較高，燒結(jié)溫度高，并不能很好的改善正面銀漿的性能，同時，銥、釕、鈷金屬在燒結(jié)時可能在硅襯底中形成雜質(zhì)原子，而成為少子的復(fù)合中心，降低了電池的電性能。也有公開一種太陽能電池正面電極用導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉、合金粉、有機(jī)載體、功能添加劑，其中合金粉為銀、鋅、錫、硅、銅、鎂、鍺、金、鈹、鋁、銦、鈰、鑭、鎵、鉍、鎳元素中的兩種或者兩種以上元素形成的合金粉，與功能添加劑作用，替換玻璃粉作為無機(jī)粘結(jié)劑，其導(dǎo)電相為銀粉和/或銀包銅粉。其中，可能的成分硅銀合金與功能添加劑一起作為無機(jī)粘結(jié)劑，用量少，其導(dǎo)電功能粉體仍然為銀粉和/或銀包銅粉類金屬粉，其用來制作種子層?xùn)啪€時，絲印形成的種子層?xùn)啪€的細(xì)密度仍然不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料印刷制備種子層?xùn)啪€的細(xì)密度較低，導(dǎo)致光誘導(dǎo)電鍍后的正面電極柵線的寬度增加過大，遮光面積增大，電池的 短路電流下降，電池的光電轉(zhuǎn)換效率不理想，提供一種能制備細(xì)密度較高、不易發(fā)生斷線現(xiàn) 象、不容易剝離脫落的種子層?xùn)啪€，從而制備電阻低、填充因子高、電池的光電轉(zhuǎn)換效率高、 成本低的太陽能電池片的太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料、用此銀導(dǎo)電漿料制備的太陽能電池片 及此太陽能電池片的制備方法。[0006]本發(fā)明的第一個目的是提供一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料，該銀導(dǎo)電漿料包括導(dǎo) 電相、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，所述導(dǎo)電相包括銀硅合金粉；以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)， 所述銀導(dǎo)電漿料包括4(T60wt%的銀硅合金粉。[0007]本發(fā)明的第二個目的是提供一種太陽能電池片，該太陽能電池片包括硅基體片、 娃基體片正表面的正面電極、娃基體片背表面的背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，其中，正 面電極包括與硅基體片正表面接觸的種子層及種子層表面的導(dǎo)電金屬層，種子層由上述銀 導(dǎo)電漿料涂覆在硅基體片正表面后燒結(jié)制得。[0008]本發(fā)明的第三個目的是提供上述太陽能電池片的制備方法，包括在硅基體片正表 面制備正面電極、硅基體片背表面制備背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，其中，所述正面電 極的制備包括在硅基體片正表面涂覆導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成種子層，再在種子層表面制備導(dǎo) 電金屬層，所述導(dǎo)電漿料為上述銀導(dǎo)電漿料。其中，硅基體片背表面制備背電場及與背電場 導(dǎo)通的背電極采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法制備，可以是在硅基體片正表面制備正 面電極之前也可以是在在硅基體片正表面制備正面電極之后，也可以是在制備正面電極時 同時燒結(jié)等，本發(fā)明對其順序沒有限制。[0009]本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)采用本發(fā)明的太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成的 種子層特別是副柵線的種子層寬度細(xì)、高度矮，并且不易發(fā)生斷線現(xiàn)象，提高了電池的受光 面積，同時更易在其表面制備性能優(yōu)良的導(dǎo)電金屬層，制備的導(dǎo)電金屬層高度可以增加更 高，，但柵線寬度增加小，同時在本發(fā)明的太陽能電池片中銀導(dǎo)電漿料形成的種子層僅作為 載流子的導(dǎo)電通路，對其電阻率等要求低，可以進(jìn)一步降低銀導(dǎo)電漿料中的功能粉體的含 量，降低材料成本等，其與表面導(dǎo)電金屬層一起形成電極，體電阻較低。同時本發(fā)明的太陽 能電池用銀導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成的種子層與硅基體的附著力也強(qiáng)，推測可能銀硅合金中含 有少量硅原子，硅原子在燒結(jié)條件能與硅基體的硅原子相互作用，增強(qiáng)種子層與硅基體的 粘著力；而且銀硅合金粉的熔點較低，在一般峰值燒結(jié)溫度910°C左右下，合金粉可能在未 達(dá)到該溫度段前發(fā)生熔融，熔融合金能充分填充合金粉體之間或硅基體表面間隙，從而形 成較強(qiáng)的機(jī)械咬合，較大程度地增強(qiáng)了種子層與硅基體的粘著力；同時，銀硅合金與硅基體 的線膨脹系數(shù)差異小，銀硅合金與硅基體粘接時的內(nèi)應(yīng)力也小，也能提高燒結(jié)后形成的種 子層與硅基體的粘著強(qiáng)度，形成的正面電極不容易剝離脫落?！揪唧w實施方式】[0010]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0011]本發(fā)明提供了一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料，該銀導(dǎo)電漿料包括導(dǎo)電相、無機(jī)粘 結(jié)劑和有機(jī)載體，其中，導(dǎo)電相包括銀硅合金粉；以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)，所述銀導(dǎo)電漿料包括4(T60wt%的銀硅合金粉，制備的種子層?xùn)啪€細(xì)密度較高、不易發(fā)生斷線現(xiàn)象且與硅基體的粘結(jié)力強(qiáng)，從而制備電阻低、填充因子高、電池的光電轉(zhuǎn)換效率高、成本低的太陽能電池片。[0012]優(yōu)選,銀娃合金粉中的銀元素含量為銀娃合金粉總量的95.0-99.9wt%,進(jìn)一步優(yōu)選為96.0-99.5wt%0優(yōu)化合金的熔點，優(yōu)化銀導(dǎo)電漿料的燒結(jié)溫度，使銀導(dǎo)電漿料的性能最佳。[0013]優(yōu)選，銀硅合金粉為球形顆粒，所述顆粒的中值粒徑D5tl為0.fl.0ym，進(jìn)一步為 0.3、.8 μ m，優(yōu)選為優(yōu)化銀導(dǎo)電漿料中顆粒的燒結(jié)活性，優(yōu)化燒結(jié)后形成的金屬膜層的密實度及外觀。[0014]優(yōu)選，銀硅合金粉的比表面積δ≥1.0m2/g，振實密度≥4.0g/cm3。優(yōu)化粉體的燒結(jié)活性，優(yōu)化燒結(jié)后形成的金屬膜層的致密性，同時施工性能好。[0015]銀硅合金為采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種技術(shù)制備的合金狀態(tài)，可由成分均一的銀硅合金塊通過物理氣相沉積方法(PHD)獲得，也可采用金屬銀熔于硅中制成成分均一的合金熔融液，而后再采用霧化的方法得到合金粉體，而非簡單的機(jī)械混合所得的各自的粉末混合狀態(tài)，本發(fā)明優(yōu)通過高溫熔融法制成合金后再霧化得到。[0016]優(yōu)選，以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)，所述銀導(dǎo)電漿料包括4(T60wt%的導(dǎo)電相， 2^15wt%的無機(jī)粘結(jié)劑及3(T50wt%的有機(jī)載體，進(jìn)一步優(yōu)化漿料的性能，同時優(yōu)化工藝成本。[0017]優(yōu)選，無機(jī)粘結(jié)劑為玻璃粉，優(yōu)選，玻璃粉的軟化點為48(T530°C，進(jìn)一步優(yōu)化種子層的外觀和附著力，優(yōu)選，玻璃粉的中值粒徑D5tl為0.1-1.0 μ m。其中，本發(fā)明玻璃粉采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知各種應(yīng)用于太陽能電池正面電極漿料中的玻璃粉，優(yōu)選，玻璃粉可以為Bi2O3-SiO2-ZnO體系和/或Bi2O3-SiO2-B2O3體系。較佳情況下Bi2O3-SiO2-ZnO體系的具體組成可以為70~80wt%的Bi203，8~15wt%的Si02，5~10wt%的ZnO, I~5wt%的TiO2 ； Bi2O3-SiO2-B2O3 體系的具體組成可以為 75~85wt% 的 Bi2O3,10~20wt% 的 SiO2,1~5wt% 的 B203。[0018]本發(fā)明的玻璃粉可以商購，也可以制備，制備方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的玻璃粉的制備方法，本發(fā)明沒有限制，例如采用V型混合機(jī)將各組成玻璃粉的氧化物粉末混合均勻，轉(zhuǎn)入剛玉坩堝中，并置于硅碳棒爐中。將硅碳棒爐內(nèi)升溫至550°C，保溫0.5h，再升溫至1250°C，保溫2h，水淬過濾得到玻璃珠。將的玻璃珠裝入球磨罐，按質(zhì)量比氧化鋯球: 玻璃珠:去離子水=4:1:0.7，罐速300轉(zhuǎn)/分鐘，濕磨6.5h，過濾后烘干，再干磨0.5h，干磨時氧化鋯球與玻璃粉的質(zhì)量比為1:2。[0019]有機(jī)載體為現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)電漿料中常用的有機(jī)體系，例如可以包括有機(jī)溶劑、增稠劑和選擇添加的助劑等，其中，增稠劑可以包括乙基纖維素、硝化纖維素、樹脂類粘結(jié)劑中的一種或幾種。有機(jī)溶劑由本領(lǐng)域公知的溶劑組成，如松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、 丁基卡必醇、松節(jié)油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯中的兩種或兩種以上混合而成。助劑為聚酰胺粉末、改性氫化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一種或幾種混合而成。以有機(jī)載體的總量為基準(zhǔn)，具體可優(yōu)選，有機(jī)載體包括5.0^20wt%的乙基纖維素， 0.1~5.0wt%的助劑及75~90wt%的混合溶劑。也可以含有其他改性添加劑，本發(fā)明沒有特另IJ限制，可根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇?？梢允匈徱部梢宰孕信渲茫渲梅椒梢詫⒁一w維素以及助劑例如潤滑劑、觸變劑等溶解在由松油醇或其他有機(jī)溶劑所組成的混合溶劑中，在60-80 V下使其充分溶解并攪拌均勻，得到透明均一的有機(jī)載體。[0020]本發(fā)明的上述銀導(dǎo)電漿料的制備方法，可以將導(dǎo)電相、導(dǎo)電金屬粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體混合并研磨至一定細(xì)度即可。其中，混合本發(fā)明沒有限制，根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計。例如具體可以為:[0021](I)將所述的增稠劑例如乙基纖維素、助劑例如潤滑劑、觸變劑溶解在松油醇或其他上述有機(jī)溶劑組成的混合溶劑中，在6(T80°C下使乙基纖維素充分溶解并攪拌均勻，得到透明的有機(jī)載體。
[0022](2)將有機(jī)載體置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入玻璃粉和銀硅合金粉，攪勻；分多次加入銀硅粉，全部加完后，高速攪勻；再用三輥研磨機(jī)研磨細(xì)度至小于5 μ m，粘度處在40~80帕秒(NDJ-79型粘度計，75轉(zhuǎn)/分鐘，25°C下測量)，制得太陽能電池銀導(dǎo)電漿料。[0023]本發(fā)明同時提供一種太陽能電池片，其中，太陽能電池片包括硅基體片、硅基體片正表面的正面電極、硅基體片背表面的背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，其中，正面電極包括與硅基體片正表面接觸的種子層及種子層表面的導(dǎo)電金屬層，種子層由上述銀導(dǎo)電漿料涂覆在硅基體片正表面后燒結(jié)制得。[0024]正面電極一般包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，其中，主柵線和副柵線的個數(shù)本發(fā)明沒有限制，一般為多個，一般主柵線間相互平行，副柵線與較近的主柵線連接，優(yōu)選，副柵線的種子層的寬度為40-50 μ m,高度為 2^5 μ m0主柵線的種子層的寬度本發(fā)明沒有限制，可以較寬，高度一般為2飛μπι。進(jìn)一步優(yōu)化了電池的受光面積，以及后續(xù)電鍍得到的金屬層的高度空間，優(yōu)化正面電極的寬度，避免制備后的正面電極的柵線寬度的大幅增加。降低了太陽能電池正面電極的體電阻，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，同時也降低了成本。[0025]較佳情況下，本發(fā)明對于太陽能電池片的大小為156mmX 156mm,主柵線為三個時， 優(yōu)選銀導(dǎo)電漿料的涂覆量為25-35毫克/片。[0026]導(dǎo)電金屬層本發(fā)明為純金屬層，可以為電鍍金屬層，電鍍金屬種類本發(fā)明沒有限制，例如可以為電鍍銀層、電鍍銅層等，優(yōu)選，導(dǎo)電金屬層為電鍍銀層，電鍍銀層工藝成熟可靠，易實現(xiàn)，電導(dǎo)率高，焊接性能好，與種子層的粘結(jié)力也強(qiáng)。優(yōu)選，電鍍銀層的厚度為10-15 微米，優(yōu)化了太陽能電池的電阻。[0027]較佳情況下，對于太陽能電池片的大小為156mmX156mm,主柵線為三個時,優(yōu)選， 太陽能電池片的鍍銀量為12(Tl70mg/片。[0028]本發(fā)明同時提供了上述太陽能電池片的制備方法，包括在硅基體片正表面制備正面電極、硅基體片背表面制備背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，其中，正面電極的制備包括在硅基體片正表面涂覆導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成種子層，再在種子層表面制備導(dǎo)電金屬層，導(dǎo)電漿料為上述銀導(dǎo)電漿料。[0029]在種子層表面制備導(dǎo)電金屬層的方法為光誘導(dǎo)電鍍，工藝成熟可靠、易實現(xiàn)，且制備的導(dǎo)電金屬層性能優(yōu)，與種子層有很好的粘結(jié)力和較低的體電阻。光誘導(dǎo)電鍍的工藝采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種光誘導(dǎo)電鍍工藝，例如當(dāng)導(dǎo)電金屬層為銀層時，光誘導(dǎo)電鍍銀(LIP)的工藝可以為將形成有種子層的硅基體片放入光誘導(dǎo)電鍍電解槽(德國Schmid公司生產(chǎn))中作為電解的陽極，將純銀棒作為電解的陰極，電解所用電解液為銀的鹽溶液(美國Dow公司生產(chǎn))，在35?4(TC溫度下進(jìn)行電鍍，光誘導(dǎo)電鍍的時間及形成的導(dǎo)電金屬層厚 度可根據(jù)種子層高度以及需要形成的正面電極進(jìn)行設(shè)計。[0030]燒結(jié)的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種燒結(jié)技術(shù)，例如可以采用過隧道爐烘干 燒結(jié)，隧道爐溫度可以成梯度分布，預(yù)熱的溫度為20(T40(TC，整個過隧道爐的時間為2分 鐘左右，較佳情況下，峰值燒結(jié)的峰值溫度為89(T910°C，時間約為0.5-1.5秒，出爐。[0031 ] 涂覆可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種涂覆技術(shù)，優(yōu)選絲網(wǎng)印刷。較佳情況下， 具體工藝可以為采用網(wǎng)版為360目、線寬為30 μ m、線徑為16μπκ膜厚為5μπι的網(wǎng)版將本 發(fā)明的銀導(dǎo)電衆(zhòng)料印刷在娃基體的正面，例如，對于太陽能電池片的大小為156mmX 156mm, 當(dāng)主柵線為三個時，印刷濕重為25-35毫克/片。其中，硅基體片背表面制備背電場及與背 電場導(dǎo)通的背電極的方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種制備方法可以是在硅基體片的 背表面印刷鋁背場導(dǎo)電漿料和背面銀導(dǎo)電漿料并烘干后，再印刷本發(fā)明的銀導(dǎo)電漿料后入 隧道爐一起燒結(jié)，同時形成了太陽能電池的背電場、背面電極和正面電極。其中，鋁背場導(dǎo) 電漿料和背面銀導(dǎo)電漿料采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種鋁背場導(dǎo)電漿料和背面銀導(dǎo)電 漿料。[0032]本發(fā)明的銀導(dǎo)電漿料的銀含量低，印刷種子層量少，在電池片上印刷種子層銀漿 并燒結(jié)后，得到的種子層?xùn)啪€細(xì)密，與硅片附著力優(yōu)良。光誘導(dǎo)電鍍銀后形成的電極柵線高 寬比高，電極的體電阻低，焊接性能好，尤其是電池填充因子大，光電轉(zhuǎn)換效率高，同時，整 體上也降低了正面電極的制作成本。[0033]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。[0034]實施例1[0035]本實施例用于制備銀導(dǎo)電漿料。[0036](I)玻璃粉的制備[0037]取79wt% 的 Bi203、10wt% 的 Si02、8wt% 的 Zn0、3wt% 的 TiO2,采用 V 型混合機(jī)混合均 勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到550°C，保溫0.5h，再升至1250°C，熔煉0.5h， 水淬過濾，將得到玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比例，氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=4:1: 0.7，罐速300/分鐘，球磨7h，過濾，烘干，再干磨lh，干磨時氧化鋯球與玻璃珠的質(zhì)量比為 1:2。測試該玻璃粉的中粒徑D50為0.65 μ m,軟化點(Ts)為510。。。[0038](2)有機(jī)載體的配置[0039]按照質(zhì)量比十二醇酯:丁基卡必醇:丁基卡必醇醋酸酯=70:20:10的有機(jī)溶劑混 合均勻，組成漿料的混合溶劑。以載體總量為基準(zhǔn)，取13wt%乙基纖維素STD-100 (陶氏產(chǎn) 粘度為100)，2.0被％十六醇，2.0wt%氫化蓖麻油，83被％混合溶劑，加熱到75°C，使其充分溶 解，并攪拌均勻，得到均一的有機(jī)載體溶液。[0040](3)銀導(dǎo)電漿料的制備[0041]取占銀導(dǎo)電漿料總量40wt%的上述有機(jī)載體溶液，置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐 中，一邊攪拌，一邊加入占總量10wt%的上述制得的玻璃粉，攪拌均勻，然后加入占漿料總 量50wt%、中粒徑D5tl為0.60 μ m的球形銀硅合金粉(銀元素含量為98.00 ±0.05wt%,其余為 硅，比表面積1.58m2/g，振實密度5.15g/cm3，采用熔融霧化法生產(chǎn))，分多次加入，每次加入 后先攪勻；全部加完后，高速攪勻；采用三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨至細(xì)度小于5μπι，得銀導(dǎo)電漿 料樣品SI，測試其粘度為62.4帕秒。[0042]實施例2[0043]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S2，不同的是銀硅合金粉，銀硅 合金粉中銀兀素含量為95.00±0.05wt%,銀娃合金粉的振實密度為4.98g/cm3,測試樣品S2 的粘度為62.6帕秒。[0044]實施例3[0045]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S3，不同的是銀硅合金粉，銀硅 合金粉中銀兀素含量為99.50±0.05wt%,銀娃合金粉的振實密度為5.38g/cm3,測試樣品S3 的粘度為62.5帕秒。[0046]實施例4[0047]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S4，不同的是銀硅合金粉的中值 粒徑D50為0.15 μ m,比表面積為2.53m2/g，振實密度5.85g/cm3,測試樣品S4的粘度為69.6帕秒。[0048]實施例5[0049]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S5，不同的是銀硅合金粉的中值 粒徑D5tl為0.95 μ m,比表面積為1.08m2/g，振實密度4.45g/cm3,測試樣品S5的粘度為58.3 帕秒。[0050]實施例6[0051]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S6，不同的是銀硅合金粉的添加 量為40wt%，玻璃粉的添加量為15wt%，有機(jī)載體的添加量為45被％，測試樣品S6的粘度為 55.6帕秒。[0052]實施例7[0053]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S7，不同的是銀硅合金粉的添加 量為60wt%，玻璃粉的添加量為2wt%，有機(jī)載體的添加量為38wt%，測試樣品S7的粘度為 65.8帕秒。[0054]實施例8[0055]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品S8，不同是玻璃粉采用 Bi2O3-SiO2-B2O3 體系，取 82wt% 的 Bi2O3,15wt% 的 SiO2, 3wt% 的 B2O3,采用 V 型混合機(jī)混合均 勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到550°C，保溫0.5h，再升至1250°C，熔煉0.5h， 水淬過濾，將得到玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比例，氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=4:1: 0.7，罐速300/分鐘，球磨7h，過濾，烘干，再干磨lh，干磨時氧化鋯球與玻璃珠的質(zhì)量比為 1:2。測試該玻璃粉的中粒徑D5tl為0.65 μ m,軟化點(Ts)為525°C。測試樣品S8的粘度為 62.3帕秒。[0056]對比例I[0057]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品DS1，不同的是導(dǎo)電相為中值粒 徑D5tl為0.60 μ m的球形純銀粉(采用化學(xué)還原法生產(chǎn))。[0058]對比例2[0059]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品DS2，不同的是導(dǎo)電相為 98.00wt%的中值粒徑D5tl均為0.60 μ m的球形純銀粉和2wt%的球形硅粉。[0060]對比例3[0061]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品DS3，不同的是導(dǎo)電相為球形銀 鈦合金粉(銀含量為99.00 ±0.05wt%，其余為鈦)。[0062]對比例4[0063]采用與實施例1相同的方法制備銀導(dǎo)電漿料樣品DS4，不同的是銀導(dǎo)電漿料包括 60wt%的純銀粉、10wt%的銀硅合金粉(銀含量為90.00±0.05wt%，其余為硅)、25wt%的有機(jī) 載體、5wt%的氧化鋅。[0064]性能測試[0065]將上述所得的銀導(dǎo)電漿料應(yīng)用于太陽能電池片的制備，選用多晶硅片規(guī)格: 156X 156mm，厚度為200 μ m (腐蝕前)，印刷前厚度為180 μ m，先采用200目的絲網(wǎng)印刷 背面銀漿料，烘干，再采用絲網(wǎng)目數(shù)為280目的絲網(wǎng)印刷背場鋁漿料，烘干，烘干溫度均為 約150°C，時間為5分鐘；然后采用360目、線寬為30μπκ線徑為16μπκ膜厚為5μπι的 網(wǎng)版將實施例1-8及對比例1-4制備的銀導(dǎo)電漿料S 1-S8及DS1-DS4分別印刷在硅片 的正表面形成三主柵線電極線，印刷濕重均為30±5毫克，入隧道爐中烘干燒結(jié)，預(yù)熱溫 度為20(T40(TC，峰值溫度為900°C，整個過隧道爐的時間為2分鐘左右，峰值燒結(jié)時間為 I秒左右，得到正表面具有種子層的硅片，種子層?xùn)啪€的高度為2飛μ m,然后將這些硅片 放入光誘導(dǎo)電鍍電解槽中，以太陽能電池片為電解陰極，純銀棒作為電解陽極，銀鹽溶液 為電解液，在35?40°C溫度下進(jìn)行電鍍。電鍍時間5分鐘左右，形成12?15 μ m的銀鍍層， 鍍銀量為12(Tl70mg，，出槽后將電池片采用熱風(fēng)吹干，即得到太陽電池片樣品S11-S18和 DS11-DS14。[0066]其中，背面場鋁漿采用碩禾108C牌號，印刷濕重為1.r1.6g，背面銀漿采用杜邦 PV505牌號，背銀采用目前生產(chǎn)流行的三線八段制，印刷濕重為0.035?0.050g。本發(fā)明采用 200片電池進(jìn)行試驗，測得的數(shù)據(jù)取平均值。[0067]表面狀況:采用3飛倍放大鏡觀察上述制備的太陽能電池片樣品S11-S18和 DSl 1-DS14的正表面上的正面電極表面狀況，是否光滑、有無積點與孔洞。若表面光滑、無積 點與孔洞等現(xiàn)象，則記為0K，否則記為NG。[0068]焊接強(qiáng)度:選用上海勝陌2*0.2mm錫鉛焊帶，用漢高X32-10I型助焊劑浸泡后烘 干，然后在330°C對上述制備的太陽能電池片樣品S11-S18和DS11-DS14的正表面上的正面 電極主柵線進(jìn)行手工焊接。待電池片自然冷卻后，使用山度SH-100拉力機(jī)沿45°方向?qū)?接好的電極進(jìn)行拉力測試，單位為N。[0069]與硅片的附著強(qiáng)度:將硅片整個背表面印刷上述實施例1-8及對比例1-4制備的 銀導(dǎo)電漿料S1-S8及DS1-DS4(與印刷背鋁漿類似，此法僅用來測試銀導(dǎo)電漿料與硅的附著 強(qiáng)度)，過隧道爐燒結(jié)后，將光伏玻璃、EVA、電池片、EVA及TPT按順序疊放，并進(jìn)行層壓，用 刀刻Icm寬的長條，使用山度SH-100推拉力計沿135°方向?qū)ζ溥M(jìn)行拉力測試，測其單位寬 度上的平均剝離力，單位為N/cm。[0070]填充因子與光電轉(zhuǎn)化效率:采用單次閃光模擬測試儀器對上述制備的太陽能電池 片樣品S11-S18和DS11-DS14進(jìn)行測試。測試條件為標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC):光強(qiáng):1000W/m2 ； 光譜:AM1.5 ;溫度:25°C。[0071]測試結(jié)果如表I。[0072]表I[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池用銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，包括導(dǎo)電相、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，所述導(dǎo)電相包括銀硅合金粉；以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)，所述銀導(dǎo)電漿料包括40-60wt%的銀娃合金粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀硅合金粉中的銀元素含量為銀硅合金粉總量的95.0~99.9wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀硅合金粉中的銀元素含量為銀硅合金粉總量的96.0-99.5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀硅合金粉通過高溫熔融法制成合金后再霧化得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀硅合金粉為球形顆粒，所述顆粒的中值粒徑D5tl為0.r1.0um0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述銀硅合金粉的比表面積δ≥1.0m2/g,振實密度≥ 4.0g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，以銀導(dǎo)電漿料的總量為基準(zhǔn)，所述銀導(dǎo)電漿料包括4(T60wt%的導(dǎo)電相，2~15wt%的無機(jī)粘結(jié)劑及30-50wt%的有機(jī)載體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述無機(jī)粘結(jié)劑為玻璃粉，所述玻璃粉的軟化點為48(T530°C，所述玻璃粉的中值粒徑D5tl為0.1-1.0um0
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述玻璃粉為Bi2O3-SiO2-ZnO體系和 / 或 Bi2O3-SiO2-B2O3 體系。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銀導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述有機(jī)載體包括有機(jī)溶劑、增稠劑和助劑，所述增稠劑包括乙基纖維素、硝化纖維素或樹脂類粘結(jié)劑中的一種或幾種；所述有機(jī)溶劑選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松節(jié)油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚或乙二醇乙醚醋酸酯中的兩種或兩種以上；助劑選自聚酰胺粉末、改性氫化蓖麻油、十六醇或十八醇中的一種或幾種。
11.一種太陽能電池片，其特征在于，所述太陽能電池片包括硅基體片、硅基體片正表面的正面電極、硅基體片背表面的背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，所述正面電極包括與硅基體片正表面接觸的種子層及種子層表面的導(dǎo)電金屬層，所述種子層由權(quán)利要求1-10任意一項所述的銀導(dǎo)電漿料涂覆在硅基體片正表面后燒結(jié)制得。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池片，其特征在于，所述正面電極包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，所述副柵線的種子層的寬度為40~50 u m,高度為2~5 u m。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池片，其特征在于，所述太陽能電池片的大小為156mmX 156mm，所述主柵線包括三個，，所述銀導(dǎo)電漿料的涂覆量為25-35毫克/片。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池片，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬層為電鍍銀層，所述電鍍銀層的厚度為1(T15微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能電池片，其特征在于，所述太陽能電池片的大小為156mmX 156mm，所述正面電極包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，所述主柵線包括三個，所述太陽能電池片的鍍銀量為12(Tl70mg/片。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能電池片，其特征在于，形成電鍍銀層的方法為光誘導(dǎo)電鍍銀，所述光誘導(dǎo)電鍍銀的電解液溫度為35~40°C。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池片，其特征在于，所述燒結(jié)包括預(yù)熱和峰值燒結(jié)，所述預(yù)熱的溫度為20(T400°C，所述峰值燒結(jié)的峰值溫度為89(T910°C。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池片，其特征在于，所述涂覆的方法為絲網(wǎng)印刷。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能電池片，其特征在于，所述太陽能電池片的大小為156mmX 156mm，所述正面電極包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，所述主柵線包括三個，所述絲網(wǎng)印刷的網(wǎng)版為360目、線寬為30pm、線徑為16 V- m、膜厚為5 ii m的網(wǎng)版。
20.一種如權(quán)利要求11所述的太陽能電池片的制備方法，包括在硅基體片正表面制備正面電極、硅基體片背表面制備背電場及與背電場導(dǎo)通的背電極，其特征在于，所述正面電極的制備包括在硅基體片正表面涂覆導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成種子層，再在種子層表面制備導(dǎo)電金屬層，所述導(dǎo)電漿料為權(quán)利要求1-10任意一項所述的銀導(dǎo)電漿料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其特征在于，在種子層表面制備導(dǎo)電金屬層的方法為光誘導(dǎo)電鍍。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制備方法，其特征在于，所述光誘導(dǎo)電鍍的電解液溫度為35 ~40。。。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池片的大小為156mmX 156mm，所述正面電極包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，所述主柵線包括三個，所述導(dǎo)電金屬層為銀層，所述光誘導(dǎo)電鍍的鍍銀量為120~170mg/ 片。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)包括預(yù)熱和峰值燒結(jié)，所述預(yù)熱的溫度為20(T400°C，所述峰值燒結(jié)的峰值溫度為89(T910°C。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的制備方法，其特征在于，所述峰值燒結(jié)的時間為0.5-1.5秒。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備方法，其特征在于，所述涂覆的方法為絲網(wǎng)印刷。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池片的大小為156mmX 156mm，所述正面電極包括主柵線和將太陽能電池正面電流匯集到主柵線與主柵線相連的副柵線，所述主柵線包括三個，所述絲網(wǎng)印刷的印刷濕重為25-35毫克/片。
【文檔編號】C03C12/00GK103514972SQ201210209766
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】譚偉華, 廖輝, 管玉龍, 符燕青 申請人:比亞迪股份有限公司