專利名稱：一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用中最具意義的技術(shù)，成為世界各國競相研究應(yīng)用的熱點。最近10年以每年平均30 %的速度遞增。太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域中繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快、最大的產(chǎn)業(yè)。目前，光伏發(fā)電中的太陽能電池仍然是以晶體硅太陽電池為主，市場份額達(dá)90%，大面積商品化太陽電池效率可達(dá)到18-19%。 目前的光伏產(chǎn)業(yè)主要是指晶體硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)。太陽能電池銀漿是制造太陽能電池的主要原料之一，太陽能電池銀漿制備技術(shù)是高效低成本太陽能電池的關(guān)鍵技術(shù)。目前市場上太陽能電池銀漿基本上被美國DUPANT、美國FERRO和德國HEREAUS三家公司壟斷。目前國內(nèi)太陽能電池所用銀漿基本全部靠進(jìn)口， 對外依存度很高，嚴(yán)重制約了國產(chǎn)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。銀漿的重要性不斷提高，根據(jù)目前的技術(shù)水平，正銀漿料需求量為70Kg/mw，2010 年正銀市場達(dá)百億元，2015年這一市場將達(dá)400億以上。由于中國是目前太陽能電池硅片的主要產(chǎn)地，這對國內(nèi)的正銀漿料的產(chǎn)銷將是一個重要的突破口。太陽能電池行業(yè)使用的銀漿印刷在硅片正面，作為電極使用，其質(zhì)量直接影響到電池片的效率。銀漿必須要求粘度、流平性、觸變性極佳，具有優(yōu)異的絲網(wǎng)印刷性能，制備的電極和柵線高寬比大、光滑度和平整度高，確保厚膜不斷線、不堆積、無瑕疵，適用于單 (多)晶硅太陽能電池正面電極和柵線厚膜的高速、高分辨率的絲網(wǎng)印刷工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠以理想的形狀印刷在硅片受光面、并且附著力強的可用于絲網(wǎng)印刷的晶體硅太陽能電池正電場銀漿及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料，由重量百分比為15% -35%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為30% -70%的片狀銀粉、 重量百分比為8% -35%的有機載體、重量百分比為-10%的粘接料、重量百分比為 5% -15%的溶劑、及重量百分比為0. 5% -2%的分散劑為原料制備而成。優(yōu)選的，所述超細(xì)球狀銀粉的平均粒徑范圍為0. 2-1微米；所述片狀銀粉的平均粒徑范圍為3-10微米。優(yōu)選的，所述載體由重量百分比為10% -30%的乙基纖維素樹脂加入至 70% -90%有機溶劑中制得；所述有機溶劑包括丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、松節(jié)油、松油醇中的一種或幾種以任意比例的混合物。優(yōu)選的，所述粘接料由質(zhì)量百分比為30-55%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為20_25%的化03、質(zhì)量百分比為0-4%的Al2O3、質(zhì)量百分比為0. 5-4%的SiO2、質(zhì)量百分比為0_4%的CaO、質(zhì)量百分比為0-4%的TiO2、質(zhì)量百分比為0-3%的NiO、質(zhì)量百分比為0_3%的Ni02、 質(zhì)量百分比為15-30%的&ι0、及質(zhì)量百分比為0-45%的I^bO為原料制得。優(yōu)選的，所述溶劑包括丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、松節(jié)油、松油醇中的一種或幾種以任意比例的混合物。優(yōu)選的，所述的溶劑由鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯、石油醚中的一種或幾種以任意比例混合制得；所述分散劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、微晶石蠟的一種或幾種。本發(fā)明還提供一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，其特征在于所述的制備方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備粘接料稱取質(zhì)量百分比為30-55%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為20_25% 的化03、質(zhì)量百分比為0-4%的Al2O3、質(zhì)量百分比為0. 5-4%的SiO2、質(zhì)量百分比為0-4%的 CaO、質(zhì)量百分比為0-4%的TiO2、質(zhì)量百分比為0-3%的NiO、質(zhì)量百分比為0_3%的Ni02、 質(zhì)量百分比為15-30%的&ι0、及質(zhì)量百分比為0-45%的I^bO ；將稱量好的上述原料混合均勻后置于高溫爐加熱，溫度控制在900-1200°C，保溫時間為30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒使用去離子水淬火后，球磨至0. 5-2微米，200-400目過篩備用；步驟2)制備有機載體將乙基纖維素樹脂按重量百分比10% 30%加入到 70% 90%的有機溶劑中，在溫度75°C 100°C的恒溫水槽中溶解完全，過濾得有機載體；步驟3)將平均粒徑范圍0.2-1微米超細(xì)球狀銀粉按重量百分比15%-35%、 平均粒徑范圍3-10微米的片狀銀粉按重量百分比30% _70%、有機載體按重量百分比的 8% 35%、粘結(jié)料重量百分比的 10%、溶劑按重量百分比的5% 15%、分散劑 0. 5 2%在行星式或其它攪拌機里混合均勻，再在三輥機上分散至10 μ m以下，即可制成晶體硅太陽能電池正電場銀漿。所述制成的晶體硅太陽能電池銀漿的最大細(xì)度< 15微米、平均細(xì)度< 10微米；固體含量為45-85% ；粘度為150-400kcps ；燒結(jié)溫度為550_760°C。本發(fā)明采用片狀銀粉和球狀銀粉相結(jié)合的辦法，通過片銀來提高其觸變性的同時，使用球狀微銀粉增強了燒結(jié)時銀漿同硅片正面的結(jié)合，漿料在燒結(jié)過程中能有效穿透氮化硅減反射層，在優(yōu)化的摻雜相作用下，使得電池電極和柵線與硅基具有良好的歐姆接觸特性，漿料能夠以理想的形狀印刷在硅片受光面，并且附著力得到提高。采用本發(fā)明制備的晶體硅太陽能電池銀漿，其漿料最大細(xì)度< 15微米，平均細(xì)度 ^ 10 微米，固體含量 45-85%，粘度 150-400kcps(BR00KFIELD DV-II 粘度計+14# 轉(zhuǎn)子， 10RPM)，Τ. I. (5RPM/50RPM) > 5. 2，燒結(jié)溫度550-7600C0使用該正銀銀漿料印刷、燒成后的硅太陽能電池有較高的光電轉(zhuǎn)化效率。
具體實施例方式實施例1一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其由重量百分比為15%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為70%的片狀銀粉、重量百分比為10%的有機載體、重量百分比為的粘接料、 重量百分比為5%的溶劑、及重量百分比為0. 5%的分散劑為原料制備而成。超細(xì)球狀銀粉的平均粒徑范圍為0. 2-1微米，片狀銀粉的平均粒徑范圍為3-10微米。載體由重量百分比為10%的乙基纖維素樹脂加入至90%有機溶劑中制得。所述有機溶劑為按重量百分比50%的丁基卡必醇和50%的丙二醇甲醚醋酸酯的混合液。粘接料由質(zhì)量百分比為45%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為25%的B2O3、質(zhì)量百分比為 4%的Al2O3、質(zhì)量百分比為的SiO2、質(zhì)量百分比為1%的010、質(zhì)量百分比為2(%的1102、 及質(zhì)量百分比為22%的ZnO為原料制得。溶劑為鄰苯二甲酸二辛脂，所述分散劑為聚乙烯蠟。本實施例的晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備粘接料按照玻璃粘結(jié)劑的原料組成及其質(zhì)量百分比稱重Bi2O3 45% ；ZnO 22% ；B2O3 25% ；Al2O3 4% ；SiO2 1% ；CaO 1% ；TiO2 2%。將稱量好的上述原料混合均勻后置于高溫爐加熱，溫度控制在1200°C，保溫時間為30分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒使用去離子水淬火后，球磨至0. 5-2微米，200目過篩備用。這樣制得的玻璃粉不含此、Cd、Hg、Cr (VI)等有害物質(zhì)。步驟幻制備有機載體將乙基纖維素樹脂按重量百分比10%加入到90%的有機溶劑中，在溫度75°C的恒溫水槽中溶解完全，過濾得有機載體。步驟幻將平均粒徑范圍0. 2-1微米超細(xì)球狀銀粉按重量百分比15%、平均粒徑范圍3-10微米的片狀銀粉按重量百分比70%、有機載體按重量百分比的10%、粘結(jié)料重量百分比的1%、溶劑按重量百分比的5%、分散劑0. 5%在行星式或其它攪拌機里混合均勻， 再在三輥機上分散至10 μ m以下，即可制成晶體硅太陽能電池正電場銀漿。實施例2一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其由重量百分比為35%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為30%的片狀銀粉、重量百分比為15%的有機載體、重量百分比為5%的粘接料、 重量百分比為13%的溶劑、及重量百分比為2%的分散劑為原料制備而成。超細(xì)球狀銀粉的平均粒徑范圍為0. 2-1微米；所述片狀銀粉的平均粒徑范圍為 3-10微米。載體由重量百分比為30%的乙基纖維素樹脂加入至70%有機溶劑中制得。所述有機溶劑包括按重量百分比丙二醇甲醚醋酸酯10%、乙二醇乙醚50%、乙二醇單丁醚醋酸酯30%、石油醚5%、松節(jié)油5%的混合物。粘接料由質(zhì)量百分比為55%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為22%的B2O3、質(zhì)量百分比為 1 %的SiO2、質(zhì)量百分比為0. 5 %的TiO2、質(zhì)量百分比為1 %的NiO、質(zhì)量百分比為0. 5 %的 NiO2、及質(zhì)量百分比為20%的ZnO為原料制得。溶劑由重量百分比為13%鄰苯二甲酸二辛脂、20%鄰苯二甲酸二丁脂、50%己二酸二辛酯、17%石油醚中的混合液。分散劑按重量百分比聚乙烯蠟30%、硬脂酸鋅50%、 微晶石蠟20%的混合物。本實施例的晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備粘接料按照粘結(jié)料的原料組成及其質(zhì)量百分比稱重Bi2O3 55% ；B2O3 22% ；SiO2 1% ；TiO2 0. 5% ；NiO 1% ；NiO2 0. 5% ；ZnO 20%。將稱量好的上述原料混合均勻后置于高溫爐加熱，溫度控制在900°C，保溫時間為60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒使用去離子水淬火后，球磨至0. 5-2微米，400目過篩備用。步驟幻制備有機載體將乙基纖維素樹脂按重量百分比30%加入到70%的有機溶劑中，在溫度100°c的恒溫水槽中溶解完全，過濾得有機載體。步驟幻將平均粒徑范圍0. 2-1微米超細(xì)球狀銀粉按重量百分比35%、平均粒徑范圍3-10微米的片狀銀粉按重量百分比30%、有機載體按重量百分比的15%、粘結(jié)料重量百分比的5%、溶劑按重量百分比的13%、分散劑2%在行星式或其它攪拌機里混合均勻， 再在三輥機上分散至10 μ m以下，即可制成晶體硅太陽能電池正電場銀漿。實施例3晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其由重量百分比為25%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為50的片狀銀粉、重量百分比為12%的有機載體、重量百分比為2. 5%的粘接料、重量百分比為10%的溶劑、及重量百分比為0. 5%的分散劑為原料制備而成。超細(xì)球狀銀粉的平均粒徑范圍為0. 2-1微米；片狀銀粉的平均粒徑范圍為3-10微米。載體由重量百分比為20%的乙基纖維素樹脂加入至80%有機溶劑中制得。有機溶劑為乙二醇單丁醚醋酸酯。粘接料由質(zhì)量百分比為40%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為25%的B2O3、質(zhì)量百分比為 0. 5%的Al2O3、質(zhì)量百分比為的SiO2、質(zhì)量百分比為0. 5%的CaO、質(zhì)量百分比為的 TiO2、質(zhì)量百分比為2%的NiO2、質(zhì)量百分比為15%的&10、及質(zhì)量百分比為15%的I^bO為原料制得。溶劑為重量百分比為55%的鄰苯二甲酸二辛脂和重量百分比為45%的石油醚的混合液；所述分散劑為硬脂酸鋅。本實施例的晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備粘接料按照粘結(jié)料的原料組成及其質(zhì)量百分比稱重Bi2O3 40% ；B2O3 25% ；Al2O3 0. 5% ；SiO2 1% ；CaO 0. 5% ；TiO2 1% ；NiO2 2% ；ZnO 15% ；PbO 15%。將稱量好的上述原料混合均勻后置于高溫爐加熱，溫度控制在1000°C，保溫時間為50分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒使用去離子水淬火后，球磨至0. 5-2微米，300目過篩步驟幻制備有機載體將乙基纖維素樹脂按重量百分比20%加入到80%的有機溶劑中，在溫度95°C的恒溫水槽中溶解完全，過濾得有機載體。步驟幻將平均粒徑范圍0. 2-1微米超細(xì)球狀銀粉按重量百分比25%、平均粒徑范圍3-10微米的片狀銀粉按重量百分比50%、有機載體按重量百分比的12%、粘結(jié)料重量百分比的2. 5%、溶劑按重量百分比的10%、分散劑0. 5%在行星式或其它攪拌機里混合均勻，再在三輥機上分散至10 μ m以下，即可制成晶體硅太陽能電池正電場銀漿。實施例4在本實施例中晶體硅太陽能電池用正銀漿料由重量百分比為35%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為41%的片狀銀粉、重量百分比為8%的有機載體、重量百分比為10%的粘接料、重量百分比為5%的溶劑、及重量百分比為的分散劑為原料制備而成。所述載體、粘接料、與溶劑的成分與實施例2中的成分一致。在此不做詳細(xì)描述。本實施例中的晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法與前述實施例2 —致，差別僅在于步驟3)中的各組成原料的成分不一樣。實施例5在本實施例中晶體硅太陽能電池用正銀漿料由重量百分比為15%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為30%的片狀銀粉、重量百分比為35%的有機載體、重量百分比為4%的粘接料、重量百分比為15%的溶劑、及重量百分比為的分散劑為原料制備而成。所述載體、粘接料、與溶劑的成分與實施例3中的成分一致。在此不做詳細(xì)描述。本實施例中的晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法與前述實施例3 —致，差別僅在于步驟3)中的各組成原料的成分不一樣。采用本發(fā)明制備的晶體硅太陽能電池銀漿，其漿料最大細(xì)度< 15微米，平均細(xì)度 ^ 10 微米，固體含量 45-85%，粘度 150-400kcps(BR00KFIELD DV-II 粘度計+14# 轉(zhuǎn)子， 10RPM)，Τ. I. (5RPM/50RPM) > 5. 2，燒結(jié)溫度550_760°C。使用該正銀銀漿料印刷、燒成后的硅太陽能電池有較高的光電轉(zhuǎn)化效率。以上所述非本發(fā)明的全部或唯一的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于由重量百分比為15% -35%的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為30% -70%的片狀銀粉、重量百分比為8% -35%的有機載體、重量百分比為-10%的粘接料、重量百分比為5% -15%的溶劑、及重量百分比為 0. 5% -2%的分散劑為原料制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于所述超細(xì)球狀銀粉的平均粒徑范圍為0. 2-1微米；所述片狀銀粉的平均粒徑范圍為3-10微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于所述載體由重量百分比為10% -30%的乙基纖維素樹脂加入至70% -90%有機溶劑中制得；所述有機溶劑包括丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、松節(jié)油、松油醇中的一種或幾種以任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于所述粘接料由質(zhì)量百分比為30-55%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為20-25%的化03、質(zhì)量百分比為0-4%的A1203、 質(zhì)量百分比為0. 5-4%的SiO2、質(zhì)量百分比為0-4%的CaO、質(zhì)量百分比為0_4%的TiO2、質(zhì)量百分比為0-3%的NiO、質(zhì)量百分比為0-3%的NiO2、質(zhì)量百分比為15-30%的&ι0、及質(zhì)量百分比為0-45%的I^bO為原料制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于所述溶劑包括丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、松節(jié)油、松油醇中的一種或幾種以任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽能電池用正銀漿料，其特征在于所述的溶劑由鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯、石油醚中的一種或幾種以任意比例混合制得；所述分散劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、微晶石蠟的一種或幾種。
7.一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，其特征在于所述的制備方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備粘接料稱取質(zhì)量百分比為30-55%的Bi2O3、質(zhì)量百分比為20-25%的化03、質(zhì)量百分比為0-4%的Al2O3、質(zhì)量百分比為0. 5-4%的SiO2、質(zhì)量百分比為0_4%的 CaO、質(zhì)量百分比為0-4%的TiO2、質(zhì)量百分比為0-3%的NiO、質(zhì)量百分比為0_3%的Ni02、 質(zhì)量百分比為15-30%的&ι0、及質(zhì)量百分比為0-45%的I^bO ；將稱量好的上述原料混合均勻后置于高溫爐加熱，溫度控制在900-1200°C，保溫時間為30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒使用去離子水淬火后，球磨至0. 5-2微米，200-400目過篩備用；步驟2、制備有機載體將乙基纖維素樹脂按重量百分比10% 30%加入到70% 90%的有機溶劑中，在溫度75°C 100°C的恒溫水槽中溶解完全，過濾得有機載體；步驟幻將平均粒徑范圍0. 2-1微米超細(xì)球狀銀粉按重量百分比15% -35%、平均粒徑范圍3-10微米的片狀銀粉按重量百分比30% -70%、有機載體按重量百分比的8% 35%、粘結(jié)料重量百分比的 10%、溶劑按重量百分比的5% 15%、分散劑0. 5 2% 在行星式或其它攪拌機里混合均勻，再在三輥機上分散至10 μ m以下，即可制成晶體硅太陽能電池正電場銀漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料的制備方法，其特征在于所述制成的晶體硅太陽能電池銀漿的最大細(xì)度< 15微米、平均細(xì)度< 10微米；固體含量為45-85% ；粘度為150-400kcps ；燒結(jié)溫度為550_760°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池用正銀漿料及其制備方法，該漿料由重量百分比為15％-35％的超細(xì)球狀銀粉、重量百分比為30％-70％的片狀銀粉、重量百分比為8％-35％的有機載體、重量百分比為1％-10％的粘接料、重量百分比為5％-15％的溶劑、及重量百分比為0.5％-2％的分散劑為原料制備而成。本發(fā)明所述的漿料能夠以理想的形狀印刷在硅片受光面、并且附著力強。
文檔編號H01B1/22GK102262916SQ201110201638
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者李馳 申請人:彩虹集團公司