晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方法，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉10~20份，三氧化二鋁6~10份，石棉絨2~6份，石灰膏0.1~0.8份，環(huán)烷酸鈉0.1~0.5份，堿土金屬氧化物1.8~3.6份，氧化鋅1~3份，二氧化硅2~5份，碳酸鹽3~13份，硫酸鹽8~15份，氧化鉛1~4份。該玻璃粉具有低的熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、高溫溶融狀態(tài)下對硅基板及銀粉有良好的浸潤性、能夠穿透減反射膜層形成良好的歐姆接觸，應(yīng)用于太陽能電池中可以明顯提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【專利說明】晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種晶體硅太陽能電池正面銀漿 用玻璃粉及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 短缺的能源已嚴(yán)重影響人們的生活和制約社會(huì)的發(fā)展。豐富的太陽能是重要的清 潔能源，是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。第一次石油危機(jī) 之后，各國競相開展太陽能、水能、風(fēng)能等清潔和可再生能源的應(yīng)用研究，尤其是太陽能的 應(yīng)用研究最為廣泛。
[0003] 太陽能作為一種綠色能源對環(huán)境沒有任何無污染性，而且它的來源簡單，可以說 是在人類的生存年限內(nèi)其是取之不盡用之不竭的。太陽能不僅是一次性能源，還是清潔能 源，它資源豐富、普遍存在、無需運(yùn)輸、還可免費(fèi)使用、最重要的是對環(huán)境沒有任何污染。太 陽能電池也因太陽能的特殊性具有許多其他發(fā)電方式所不具備的優(yōu)點(diǎn)：不受地域限制、不 消耗燃料、規(guī)?？纱罂尚?、靈活性大、無污染、無噪音、安全可靠、建設(shè)周期短、維護(hù)簡單、最 具有大規(guī)模應(yīng)用的可能性。所以很多專家把太陽能能源作為可替代的能源去開發(fā)，希望太 陽能夠造福于人類。現(xiàn)如今所使用的太陽能有很大一部分是由太陽電池轉(zhuǎn)換得來的。因?yàn)?太陽能電池對光有感應(yīng)，能夠把照射在其表面的光能轉(zhuǎn)換為電能。目前，在有關(guān)專家的努 力下，太陽能電池己經(jīng)走向了商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
[0004] 玻璃粉作為高溫粘能相，其軟化溫度決定燒結(jié)峰值溫度。玻璃粉對硅基板和金 屬粉末的潤濕性能對膜層的燒接強(qiáng)度非常有幫助，良好的潤濕性能良好，膜層的燥接強(qiáng) 度就高，反之亦然。電子漿料用的低焰玻璃的熱膨脹系數(shù)是一種匹配參數(shù)，過大將導(dǎo)致 晶體硅電池片翅曲嚴(yán)重，一般要求熱膨脹系數(shù)和桂基板的相近，最好是相同。熱膨脹系 數(shù)不匹配，燒結(jié)后得到的電池片性能將有非常大的熱應(yīng)力，電池片在工作期間有較大的 熱沖擊，大的熱應(yīng)力有可能導(dǎo)致電池片裂直至失效。玻璃作為高溫粘結(jié)相在燒結(jié)過程中 生成液相進(jìn)行遷移，在此過程可以攜帶和包裹金屬顆粒進(jìn)行遷移和潤濕，進(jìn)而促進(jìn)了金 屬顆粒燒結(jié)致密化。晶硅太陽能電池正面銀電極絲網(wǎng)印刷所用的裝料是以超細(xì)高純銀粉 為主體填料，與一定比例的玻璃粉、有機(jī)載體搭配配制而成，在影響太陽能電池性能的眾 多因素中，玻璃粉是一個(gè)關(guān)鍵的因素，它直接影響太陽能電池的電學(xué)性能，尤其是影響 其串聯(lián)電阻（RS)，進(jìn)而影響到電池的光電轉(zhuǎn)換效率。這是因?yàn)榇?lián)電阻大小主要取決于 正面銀漿能否與硅基片形成良好的歐姆接觸，而玻璃粉又在歐姆接觸中扮演著關(guān)鍵的作 用。到目前為止，國內(nèi)外對適合太陽能電池正面銀裝的玻璃粉的研究還較少，并且不夠 系統(tǒng)和深入。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方法，該 玻璃粉具有低的熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、高溫溶融狀態(tài)下對硅基板及銀粉有良好的浸潤 性、能夠穿透減反射膜層形成良好的歐姆接觸，應(yīng)用于太陽能電池中可以明顯提高太陽能 電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為： 一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉 ΚΓ20份，三氧化二鋁6?10份，石棉絨2飛份，石灰膏0. 1?0. 8份，環(huán)烷酸鈉0. 1?0. 5份， 堿土金屬氧化物1.8~3.6份，氧化鋅1~3份，二氧化硅2飛份，碳酸鹽：Γ13份，硫酸鹽 8~15份，氧化鉛1~4份。
[0007] 所述堿土金屬氧化物為氧化鈹。
[0008] 所述碳酸鹽為碳酸鉀。
[0009] 所述硫酸鹽為硫酸鎂。
[0010] 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉 12?18份，三氧化二鋁7?9份，石棉絨：Γ5份，石灰膏0.3?0.6份，環(huán)烷酸鈉0.2?0.4份，堿 土金屬氧化物2~3份，氧化鋅1~3份，二氧化硅：Γ4份，碳酸鹽5~8份，硫酸鹽1(Γ12份， 氧化鉛2~3份。
[0011] 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉16 份，三氧化二鋁8份，石棉絨4份，石灰膏0.5份，環(huán)烷酸鈉0.3份，堿土金屬氧化物2. 3 份，氧化鋅1.6份，二氧化硅3. 5份，碳酸鹽6份，硫酸鹽11份，氧化鉛2. 5份。
[0012] 所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至32(T380°C，攪拌2(T40h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，30(T34(TC條件下保溫2飛h，然后升溫至 110(Tl350°C，熔融l~3h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過篩得玻璃粉。
[0013] 步驟1)中加熱至360°C，攪拌30h。
[0014] 步驟3)中球磨為濕法球磨，球磨時(shí)間為10~16h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350~450rpm，球磨 介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為〇. 5~1. 8:1。
[0015] 步驟3)中過篩為過250?400目篩。
[0016] 有益效果：本發(fā)明提供的一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方 法，該玻璃粉具有低的熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、高溫溶融狀態(tài)下對硅基板及銀粉有良好的 浸潤性、能夠穿透減反射膜層形成良好的歐姆接觸，應(yīng)用于太陽能電池中可以明顯提高太 陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1 一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉10 份，三氧化二鋁6份，石棉絨2份，石灰膏0.1份，環(huán)烷酸鈉0.1份，氧化鈹1.8份，氧化鋅 1份，二氧化硅2份，碳酸鉀3份，硫酸鎂8份，氧化鉛1份。
[0018] 制備方法，包括如下步驟： 1)將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°C，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0019] 實(shí)施例2 一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉20 份，三氧化二鋁10份，石棉絨6份，石灰膏0.8份，環(huán)烷酸鈉0.5份，氧化鈹3. 6份，氧化 鋅3份，二氧化硅5份，碳酸鉀13份，硫酸鎂15份，氧化鉛4份。
[0020] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°c，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0021] 實(shí)施例3 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉12份， 三氧化二鋁7份，石棉絨3份，石灰膏0.3份，環(huán)烷酸鈉0.2份，氧化鈹2份，氧化鋅1份， 二氧化硅3份，碳酸鉀5份，硫酸鎂10份，氧化鉛2份。
[0022] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°C，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0023] 實(shí)施例4 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉18份， 三氧化二鋁9份，石棉絨5份，石灰膏0.6份，環(huán)烷酸鈉0.4份，氧化鈹3份，氧化鋅3份， 二氧化硅4份，碳酸鉀8份，硫酸鎂12份，氧化鉛3份。
[0024] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°C，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0025] 實(shí)施例5 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉14份， 三氧化二鋁7. 5份，石棉絨3. 3份，石灰膏0.42份，環(huán)烷酸鈉0.28份，氧化鈹2. 3份，氧 化鋅1. 9份，二氧化硅3. 6份，碳酸鉀6. 8份，硫酸鎂11份，氧化鉛2. 4份。
[0026] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°c，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0027] 實(shí)施例6 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉16份， 三氧化二鋁8份，石棉絨4份，石灰膏0.5份，環(huán)烷酸鈉0.3份，堿土金屬氧化物2. 3份， 氧化鋅1.6份，二氧化硅3. 5份，碳酸鹽6份，硫酸鹽11份，氧化鉛2. 5份。
[0028] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°c，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0029] 實(shí)施例7 晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉13份， 三氧化二鋁8. 4份，石棉絨3. 6份，石灰膏0. 7份，環(huán)烷酸鈉0. 4份，堿土金屬氧化物2. 9 份，氧化鋅2. 2份，二氧化硅2. 6份，碳酸鹽11份，硫酸鹽11份，氧化鉛2份。
[0030] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至360°c，攪拌30h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，320°C條件下保溫4h，然后升溫至1200°C， 熔融2h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過300目篩得玻璃粉。球磨為濕法球磨，球磨時(shí) 間為12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為380rpm，球磨介質(zhì)與玻璃料質(zhì)量比為1. 2:1。
[0031] 將實(shí)施例1~7中制備得到的晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉做DSC曲線，得 到玻璃化溫度；應(yīng)用于單晶硅太陽能電池片得到的平均轉(zhuǎn)換效率，結(jié)果見表1。
[0032] 表 1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如 下：玉米淀粉1(T20份，三氧化二鋁6?10份，石棉絨2飛份，石灰膏0.1、. 8份，環(huán)烷酸 鈉0.1、. 5份，堿土金屬氧化物1.8~3. 6份，氧化鋅廣3份，二氧化硅2飛份，碳酸鹽：T13 份，硫酸鹽8~15份，氧化鉛1~4份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于：所述堿土 金屬氧化物為氧化鈹。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于：所述碳酸 鹽為碳酸鉀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于：所述硫酸 鹽為硫酸鎂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于組分及各組 分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉12?18份，三氧化二鋁7、份，石棉絨：T5份，石灰膏0.3、. 6 份，環(huán)烷酸鈉0.2、. 4份，堿土金屬氧化物2~3份，氧化鋅1~3份，二氧化硅：T4份，碳酸鹽 5~8份，硫酸鹽1(T12份，氧化鉛2~3份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉，其特征在于組分及各組 分質(zhì)量份數(shù)如下：玉米淀粉16份，三氧化二鋁8份，石棉絨4份，石灰膏0.5份，環(huán)烷酸鈉 0.3份，堿土金屬氧化物2. 3份，氧化鋅1.6份，二氧化硅3. 5份，碳酸鹽6份，硫酸鹽11 份，氧化鉛2. 5份。
7. 權(quán)利要求1所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，其特征在于包括 如下步驟： 1) 將三氧化二鋁、堿土金屬氧化物、氧化鋅、二氧化硅、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化鉛按比例 混合，置于坩堝中，加熱至32(T380°C，攪拌2(T40h ; 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)坩堝中，30(T34(TC條件下保溫2飛h，然后升溫至 110(Tl350°C，熔融l~3h，然后直接倒入去離子水中淬冷，得到玻璃料； 3) 將步驟2)的玻璃料進(jìn)行球磨、干燥、過篩得玻璃粉。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，其特征在 于：步驟1)中加熱至360°C，攪拌30h。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，其特征在 于：步驟3)中球磨為濕法球磨，球磨時(shí)間為10?16h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350?450rpm，球磨介質(zhì)與 玻璃料質(zhì)量比為〇. 5~1.8:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，其特征在 于：步驟3)中過篩為過250?400目篩。
【文檔編號】C03C12/00GK104402234SQ201410637730
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司