本發(fā)明涉及新材料領域,尤其涉及適用于晶體硅電池正面銀漿用的雙組份無鉛玻璃粉。
背景技術:
作為一種正面銀漿用的無鉛玻璃粉,該玻璃粉主要在高溫燒結過程中成為一種熔融狀態(tài),這種狀態(tài)可以很好的促進銀粉的金屬化,保證了銀膜層燒結后與硅基體的附著力。另外,該玻璃粉在高溫過程中可以很好的穿透晶體硅電池正面的sinx層,使銀膜層與硅基材形成良好的接觸?,F有的正面銀漿使用的玻璃粉,基本上以單組份玻璃粉為主,而且為含鉛體系,該體系的缺點是玻璃粉中含有重金屬的鉛元素,銀膜層與硅基材的附著力比較小,銀漿的燒結窗口范圍比較窄,電池片方阻適用范圍比較窄,電池轉化效率低。
申請?zhí)枮閏n201510197290.8,專利名稱為“低鉛太陽能銀漿玻璃粉及其制備方法”,公開了一種低鉛玻璃粉,其原料由下述組分及其重量百分比構成:teo2:30-80%、pbo:0-5、bi2o3:1-20%、zno:0-50%、表面活性金屬氧化物:1-10%、al2o3:0-3%、zro2:0-2%、r2o:0-4%、mgo:0-2%、p2o5:0-3%、b2o3:0-25%、bif3:0-3%、er2o3:0-2%、la2o3:0-2%和ceo2:0-2%;表面活性金屬氧化物是指含v、mo、w、ta、hf、cr、nb或tl的金屬氧化物中的至少一種;r2o為含有l(wèi)i、na或k的金屬氧化物中的至少一種。
申請?zhí)枮閏n201310343909.2,專利名稱為“一種寬溫帶太陽能電池正面銀漿用玻璃粉及其制備方法”,由包括以下重量百分比的原料組成:pbo50-80,b2o31-10,al2o30.5-7,sio25-25,zno0-8、r2o0-10,zro20-5,tio20-5,mgo0-3,其中r2o為li2o、na2o、k2o中的一種或者多種組合,pbo與sio2的摩爾比為1-3,b2o3與pbo的摩爾比為0.1-0.5。
綜上所述,現有技術中存在如下缺陷:
1)含有重金屬鉛元素;
2)膜層與基材的附著力比較??;
3)銀漿的燒結窗口范圍比較窄;
4)電池片方阻適用范圍比較窄;
5)電池轉化效率低。
針對現有技術中存在的上述缺陷,本發(fā)明提供了一種適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉及其制備方法。
技術實現要素:
本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,無鉛環(huán)保,附著力高,燒結窗口范圍和方阻實用性寬;為實現上述目的,本發(fā)明采取的技術方案為:
由兩種玻璃粉按一定的比例混合而成;
其中一種玻璃粉b的配方是:bi2o325-50%、teo230-45%、sio21-5%、wo35-15%、nb2o51-5%、sr2co32-7%、p2o50-6%;
另外一種玻璃粉m的配方是:bi2o360-80%、h3bo315-25%、zno0.1-4%、al2o30-3%、ceo22-8%、moo30.1-5%、y2o35-10%;
再將該兩種玻璃粉按一定的比例進行混合,具體范圍是玻璃粉b:玻璃粉m=x(1-x),其中x的范圍是0.6-0.9。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:其中玻璃粉b的制備過程是:
1)先將玻璃粉b所用的原料,分析純級的三氧化二鉍、二氧化碲、二氧化硅、三氧化鎢、五氧化二鈮、碳酸鍶、五氧化二磷按一定的配比進行稱量,并混合均勻;
2)再將混合料裝入到純度為99.9%的剛玉坩堝中;
3)將裝有混合料的坩堝放入到馬弗爐中;
4)用坩堝鉗將坩堝從馬弗爐中取出,并將熔融的玻璃液倒在高速旋轉的對輥機上,使其冷卻并軋成玻璃片;
5)取該玻璃片裝入到聚氨酯球磨罐中進行初步粉碎;
6)將烘干的玻璃粉通過高速氣流磨進行粉碎。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:第3)步中,按照10℃/.min的溫度升溫至980-1020℃,并保溫50-80min,使坩堝內的混合料充分熔融反應。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:第5)步中,按照玻璃料:球磨石:酒精=1:4:1的比例,其中球磨石的材質是氧化鋯,將行星球磨機的轉速設置到300轉/min,球磨2h,直至玻璃粉粒徑在80-120μm范圍內,并將球磨好的玻璃粉進行烘干。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:第6)步中,直至玻璃粉的粒徑范圍達到d10=0.2-0.5μm、d50=1.4-2.0μm、d100<6μm。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:玻璃粉m的制備過程是:
1)先將玻璃粉m所用的原料,分析純級的三氧化二鉍、硼酸、氧化鋅、三氧化二鋁、二氧化鈰、三氧化鉬、三氧化二釔按一定的配比進行稱量,并混合均勻;
2)再將混合料裝入到純度為99.9%的剛玉坩堝中;
3)將裝有混合料的坩堝放入到馬弗爐中;
4)用坩堝鉗將坩堝從馬弗爐中取出,并將熔融的玻璃液倒在高速旋轉的對輥機上,使其冷卻并軋成玻璃片;
5)取該玻璃片裝入到聚氨酯球磨罐中進行初步粉碎;
6)將烘干的玻璃粉通過高速氣流磨進行粉碎;
再將制備好的兩種玻璃粉按照一定的比例混合而成即得成品玻璃粉。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:第3)步中,按照10℃/.min的溫度升溫至1050--1090℃,并保溫90-150min,使坩堝內的混合料充分熔融反應。
上述的適用于晶硅電池正面銀漿用雙組份無鉛玻璃粉,其中:第5)步中,按照玻璃料:球磨石:酒精=1:4:1的比例,其中球磨石的材質是氧化鋯。將行星球磨機的轉速設置到300轉/min,球磨2h,直至玻璃粉粒徑在80-120μm范圍內,并將球磨好的玻璃粉進行烘干。
第6)步中,直至玻璃粉的粒徑范圍達到d10=0.2-0.5μm、d50=1.4-2.0μm、d100<6μm。
本發(fā)明相對于現有技術具有如下有益效果:
1)本發(fā)明制備的雙組份玻璃粉均采用無鉛環(huán)保型的原料制備,屬于環(huán)境友好型材料,對人體安全無毒;
2)本發(fā)明制備的雙組份玻璃粉,其中兩種玻璃粉可以按一定的比例混合,不同的配比具有不同的方阻適用特性,因此,可以搭配出非常寬的方阻適用范圍;同時兩組玻璃粉由于軟化點的高低差異而擴寬了正面銀漿的燒結窗口;保證了電池片的轉化效率;
3)由于兩種玻璃粉在超過各自的軟化溫度后均會促進銀粉的金屬化過程,因此極大的提升了正面銀漿與基材的附著力;
4)本發(fā)明制備的雙組份玻璃粉,能適應生產中對漿料附著力和制備成漿料后的轉化效率各種要求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的無鉛環(huán)保,附著力高,燒結窗口范圍和方阻實用性寬的雙組份玻璃粉實現上述目的的定性或定量實驗數據。
具體實施方式
本發(fā)明是提供一種無鉛環(huán)保,附著力高,燒結窗口范圍和方阻實用性寬的雙組份玻璃粉。本發(fā)明的技術關鍵點主要有以下幾點:其一,采用了雙組份無鉛玻璃粉進行了搭配使用,擴寬了正面銀漿的方阻適用范圍和燒結范圍,同時提升了銀漿膜層與硅基材的附著力;其二,采用氣流磨對玻璃粉進行了精細化粉碎,同時將粒徑控制在非常穩(wěn)定的范圍內,這樣既保證了漿料粘度體系的穩(wěn)定性,同時保證了玻璃粉在漿料中性能的穩(wěn)定發(fā)揮。
根據玻璃粉b的配方范圍,按照質量比bi2o345%、teo235%、sio24%、wo36%、nb2o52%、sr2co33%、p2o55%進行配料,再按照玻璃粉b制備工藝制備成成品玻璃粉。再根據玻璃粉m的配方范圍,按照質量比bi2o370%、h3bo318%、zno0.3%、al2o31%、ceo23%、moo30.7%、y2o37%。進行配料,再按照玻璃粉m制備工藝制備成成品玻璃粉。
實施例一:
將上述已制備好的兩種玻璃粉按75%玻璃粉b與25%玻璃粉均勻混合,再將混合好的雙組份玻璃粉按2%、銀粉90%、有機載體8%制備成品漿料,按照漿料的應用工藝進行印刷、燒結和測試終端性能。最終的數據如下表所示:
實施例二:
將上述已制備好的兩種玻璃粉按90%玻璃粉b與10%玻璃粉均勻混合,再將混合好的雙組份玻璃粉按2%、銀粉90%、有機載體8%制備成品漿料,按照漿料的應用工藝進行印刷、燒結和測試終端性能。最終的數據如下表所示:
實施例三:
將上述已制備好的兩種玻璃粉按70%玻璃粉b與30%玻璃粉均勻混合,再將混合好的雙組份玻璃粉按2%、銀粉90%、有機載體8%制備成品漿料,按照漿料的應用工藝進行印刷、燒結和測試終端性能。最終的數據如下表所示:
實施例四:
將上述已制備好的兩種玻璃粉按80%玻璃粉b與20%玻璃粉均勻混合,再將混合好的雙組份玻璃粉按2%、銀粉90%、有機載體8%制備成品漿料,按照漿料的應用工藝進行印刷、燒結和測試終端性能。最終的數據如下表所示:
該雙組份玻璃粉最終的電池效率比主流競爭產品高0.09%,附著力比主流競爭產品高1n,遠滿足客戶要求。因此,該實施例中的雙組份玻璃粉屬于最佳配比。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何本領域技術人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內,當可作些許的修改和完善,因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。