專利名稱：混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿及其制備方法，屬于太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池的導(dǎo)電銀漿由銀粉、玻璃粘合劑、有機(jī)溶劑等原材料按不同配比制備而成，其中銀粉作為導(dǎo)電介質(zhì)；玻璃粘合劑在高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔化，在銀粉和硅基底之間形成歐姆接觸；有機(jī)溶劑主要起分散和包裹的作用，將銀粉顆粒均勻的
包裹起來(lái)，使得導(dǎo)電銀漿中的銀粉不容易產(chǎn)生沉淀和氧化。目前太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿所采用的玻璃粘結(jié)劑是一種Bi-Si-Pb玻璃混合粉末， 這種玻璃粉雖然具有軟化溫度低，電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是該體系含鉛比例較高，對(duì)環(huán)境的污染較大，不符合環(huán)保要求。在太陽(yáng)能電池日益普及的情況下，含鉛太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的使用已受到限制，不久將逐漸淘汰，必須研制高導(dǎo)電性能的無(wú)鉛導(dǎo)電銀漿，以滿足大規(guī)模太陽(yáng)能電池生產(chǎn)需求。目前技術(shù)銀漿中的銀粉的含量高于70%以上，生產(chǎn)成本比較高，降低銀漿成本是銀漿是降低太陽(yáng)能電池片成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也能夠讓太陽(yáng)能電池更具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)；另外在現(xiàn)有的銀漿中使用銀粉的粒徑基本上是一致的，這樣若銀粉粒徑過(guò)大，絲網(wǎng)印刷會(huì)出現(xiàn)裂紋，而且會(huì)增大接觸電阻，若銀粉粒徑過(guò)小，銀粉會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚問題，影響銀粉分布的均勻性，因此有必要對(duì)銀粉的粒徑進(jìn)行有效調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿及其制備方法，在滿足太陽(yáng)能電池電性能的前提下，使太陽(yáng)能電池符合國(guó)際市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池的無(wú)鉛環(huán)保要求，同時(shí)降低銀漿生產(chǎn)成本，使太陽(yáng)能電池更具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成，其兩部分組成原料的重量份為
A漿料
l_5ym銀粉45-50、30-60nm銀粉15-20、玻璃粉A 10-15、有機(jī)載體A 15-20，所述的玻璃粉 A 由下列重量份的原料制成Bi2O3 20-30,SiO2 10-20,BaO 5-1O^Y2O3 5-8,AgO2 2-5、CuO 2-5,MgO 1-3，所述的有機(jī)載體A由下列重量份的原料制成松節(jié)醇30-40、甲基異丁酮15-20、丁基卡必醇10-20、羧甲基纖維素5-10、乙酸銀2-5、硬脂酸單甘油酯0. 2-0. 5、聚乙烯吡咯烷酮2-5、改性氫化蓖麻油2-5 ；
B漿料
1-5 iim銅粉5-10、11-15 iim銅粉5_10、玻璃粉B 3_6、有機(jī)載體B 5-10,所述的玻璃粉 B 由下列重量份的原料制成SiO2 10-20、B2O3 5-10、ZnO 5-8、ZrO2 2-5、TiO2 2-5、Al2O3
1-5、CaO 1-3，所述的有機(jī)載體B由下列重量份的原料制成聚乙二醇10-20、檸檬酸三丁酯5-10、甘油5-10、聚丙烯酸酯2-5、磷酸三甲苯酯1-3、聚醚改性硅油0. 5-1、甲基三甲氧基娃燒1_3?；煊秀~粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿的制備方法，包括以下步驟
(1)玻璃粉A的制備
按配方配比稱取各原料，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至200-30(TC，保溫20-30min，再加熱至1200-130(TC，保溫熔融80-90 min,然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200-300目篩,冷卻，再在600-700°C保溫5_6小時(shí),然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到1-5 u m玻璃粉、5-10 u m玻璃粉和20-25 u m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
按配方配比稱取各原料，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至200-300°C，保溫20-30min，再加熱至1200-1300°C，保溫熔融80-90 min,然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200-300目篩,冷卻，再在600-700 V保溫5_6小時(shí),然后,再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到5-10 u m玻璃粉和20-25 u m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1-2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
按配方配比將松節(jié)醇、甲基異丁酮、丁基卡必醇混勻，在80-110°C下，依次加入羧甲基纖維素、乙酸銀、硬脂酸單甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、改性氫化蓖麻油溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
按配方配比將聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、甘油混勻，在80-110°C下，依次加入聚丙烯酸酯、磷酸三甲苯酯、聚醚改性硅油、甲基三甲氧基硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(5)A漿料的制備
將步驟(I)所制得的不同粒徑的玻璃粉A加入步驟(3)所制得的有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 u m銀粉、30-60 u m銀粉，混和2_3小時(shí)，得到A漿料；
(6)B漿料的制備
將步驟(2)所制得的不同粒徑的玻璃粉B加入步驟(4)所制得的有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 u m銅粉、11-15 u m銅粉，混和2_3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為120-200Pa s，即得本發(fā)明太陽(yáng)能電池正面銀漿。本發(fā)明的有益效果如下
1、本發(fā)明制備出來(lái)的銀漿中不含鉛，對(duì)人體和環(huán)境危害性小，完全符合環(huán)保要求；
2、本發(fā)明在銀漿中選用了同粒徑的銀粉與其它導(dǎo)電粒子填充銀粉間的間隙，提高了膜層的堆積密度，增加粒子間的接觸面積，降低了膜層的收縮力，從而提高了銀漿的導(dǎo)電能力；
3、本發(fā)明制備出來(lái)的銀漿和硅片膨脹系數(shù)匹配性好，收縮小，成品率高，電阻小，不會(huì)形成氣孔，不會(huì)形成裂紋；
4、本發(fā)明在導(dǎo)電漿料中添加了銅粉能夠有助于降低銀漿生產(chǎn)成本，同時(shí)改善銀漿的導(dǎo)電性能，從而達(dá)到了降低太陽(yáng)能電池制造成本的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I
(1)玻璃粉A的制備
取以下重量份的原料Bi203 20份、SiO2 20份、BaO 10份、Y2O3 5份、AgO2 3份、CuO
2-5份、MgO 2份，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加 熱至250°C，保溫30min，再加熱至1200°C，保溫熔融80 min，然后用去離水淬火后研磨，過(guò)300目篩，冷卻，再在600°C保溫6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到3 u m玻璃粉、IOum玻璃粉和22 y m玻璃粉，再分別用25%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
取以下重量份的原料=SiO2 10份、B2O3 10份、ZnO 6份、ZrO2 3份、TiO2 4份、Al2O3 2份、CaO 3份，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至200°C，保溫30min，再加熱至1200°C，保溫熔融80 min，然后用去離水淬火后研磨，過(guò)300目篩，冷卻，再在600°C保溫5小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到6 ii m玻璃粉和20 ii m玻璃粉，再分別用20%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
取以下重量份的原料松節(jié)醇30份、甲基異丁酮20份、丁基卡必醇20份、羧甲基纖維素8份、乙酸銀3份、硬脂酸單甘油酯0. 4份、聚乙烯吡咯烷酮3份、改性氫化蓖麻油3份，按配方配比將松節(jié)醇、甲基異丁酮、丁基卡必醇混勻，在100°C下，依次加入羧甲基纖維素、乙酸銀、硬脂酸單甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、改性氫化蓖麻油溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
取以下重量份的原料聚乙二醇10份、檸檬酸三丁酯10份、甘油10份、聚丙烯酸酯3份、磷酸三甲苯酯2份、聚醚改性硅油0. 6份、甲基三甲氧基硅烷2份，
按配方配比將聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、甘油混勻，在90°C下，依次加入聚丙烯酸酯、磷酸三甲苯酯、聚醚改性硅油、甲基三甲氧基硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(5)A漿料的制備
取以下重量份的原料liim銀粉45份、35nm銀粉20份、玻璃粉A 10份、有機(jī)載體A 15
份，
將玻璃粉A加入有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔40分鐘依次加入I U m銀粉、35 um銀粉，混和3小時(shí)，得到A漿料；
(6)B漿料的制備
取以下重量份的原料5iim銅粉5份、12iim銅粉10份、玻璃粉B 4份、有機(jī)載體B 8
份，將玻璃粉B加入有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30分鐘依次加入5 ii m銅粉、12um銅粉，混和3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為145Pa s，即得本發(fā)明太陽(yáng)能電池正面銀漿。采用絲網(wǎng)印刷機(jī)將銀漿印刷于125mmX 125mm Si基板上，然后在180°C干燥，再在900°C進(jìn)行快速燒制電極引線，高溫?zé)Y(jié)后制成的電極引線表面銀白，光滑無(wú)缺陷，剝離強(qiáng)度10 N/cm,錫焊性能良好,方阻< 10 Siements/sq,制備的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率為
18.7%，，拉力測(cè)試結(jié)果為附著力>10N/mm2。實(shí)施例2
(1)玻璃粉A的制備
取以下重量份的原料Bi203 30份、SiO2 10份、BaO 8份、Y2O3 6份、AgO2 4份、CuO 4份、MgO 3份，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至300°C，保溫30min，再加熱至1300°C，保溫熔融90 min，然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200目篩，冷卻，再在700°C保溫6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到4 ii m玻璃粉、IOum玻璃粉和24 y m玻璃粉，再分別用30%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(2)玻璃粉B的制備
取以下重量份的原料Si02 20份、B2O3 8份、ZnO 6份、ZrO2 4份、TiO2 5份、Al2O3 3份、CaO 2份，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至250°C，保溫30min，再加熱至1250°C，保溫熔融90 min，然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200目篩，冷卻，再在600°C保溫6小時(shí)，然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到8 ii m玻璃粉和22 ii m玻璃粉，再分別用25%鹽酸浸泡2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用；
(3)有機(jī)載體A的制備
取以下重量份的原料松節(jié)醇40份、甲基異丁酮15份、丁基卡必醇15份、羧甲基纖維素10份、乙酸銀5份、硬脂酸單甘油酯0. 5份、聚乙烯吡咯烷酮5份、改性氫化蓖麻油5份，按配方配比將松節(jié)醇、甲基異丁酮、丁基卡必醇混勻，在105°C下，依次加入羧甲基纖維素、乙酸銀、硬脂酸單甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、改性氫化蓖麻油溶解，攪拌均勻即可；
(4)有機(jī)載體B的制備
取以下重量份的原料聚乙二醇20份、檸檬酸三丁酯5份、甘油5份、聚丙烯酸酯5份、磷酸三甲苯酯2份、聚醚改性硅油0. 8份、甲基三甲氧基硅烷2份，
按配方配比將聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、甘油混勻，在95°C下，依次加入聚丙烯酸酯、磷酸三甲苯酯、聚醚改性硅油、甲基三甲氧基硅烷溶解，攪拌均勻即可；
(7)A漿料的制備
取以下重量份的原料2iim銀粉50份、36nm銀粉20份、玻璃粉A 15份、有機(jī)載體A 20
份，
將玻璃粉A加入有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔40分鐘依次加入2 ii m銀粉、
36 um銀粉，混和3小時(shí)，得到A漿料；(8)B漿料的制備
取以下重量份的原料3iim銅粉10份、12iim銅粉5份、玻璃粉B 5份、有機(jī)載體B 8
份，
將玻璃粉B加入有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30分鐘依次加入3 ii m銅粉、12um銅粉，混和3小時(shí)，得到B漿料；
(7)A漿料和B漿料的混合球磨
將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為150Pa s，即得本發(fā)明太陽(yáng)能電池正面銀漿。采用絲網(wǎng)印刷機(jī)將銀漿印刷于125mmX 125mm Si基板上，然后在180°C干燥，再 在900°C進(jìn)行快速燒制電極引線，高溫?zé)Y(jié)后制成的電極引線表面銀白，光滑無(wú)缺陷，剝離強(qiáng)度10 N/cm,錫焊性能良好,方阻< 10 Siements/sq,制備的太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率為19. 8%，，拉力測(cè)試結(jié)果為附著力>12N/mm2。
權(quán)利要求
1.一種混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿，其特征在于，其由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成，其兩部分組成原料的重量份為 A漿料 l_5ym銀粉45-50、30-60nm銀粉15-20、玻璃粉A 10-15、有機(jī)載體A 15-20，所述的玻璃粉 A 由下列重量份的原料制成Bi2O3 20-30,SiO2 10-20,BaO 5-1O^Y2O3 5-8,AgO2 2-5、CuO 2-5,MgO 1-3，所述的有機(jī)載體A由下列重量份的原料制成松節(jié)醇30-40、甲基異丁酮15-20、丁基卡必醇10-20、羧甲基纖維素5-10、乙酸銀2-5、硬脂酸單甘油酯0. 2-0. 5、聚乙烯吡咯烷酮2-5、改性氫化蓖麻油2-5 ； B漿料 1-5 iim銅粉5-10、11-15 iim銅粉5_10、玻璃粉B 3_6、有機(jī)載體B 5-10,所述的玻璃粉 B 由下列重量份的原料制成SiO2 10-20、B2O3 5-10、ZnO 5-8、ZrO2 2-5、TiO2 2-5、Al2O31-5、CaO 1-3，所述的有機(jī)載體B由下列重量份的原料制成聚乙二醇10-20、檸檬酸三丁酯5-10、甘油5-10、聚丙烯酸酯2-5、磷酸三甲苯酯1-3、聚醚改性硅油0. 5-1、甲基三甲氧基娃燒1_3。
2.一種如權(quán)利要求I所述的混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)玻璃粉A的制備 按配方配比稱取各原料，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至200-30(TC，保溫20-30min，再加熱至1200-130(TC，保溫熔融80-90 min,然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200-300目篩,冷卻，再在600-700°C保溫5_6小時(shí),然后，再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到1-5 u m玻璃粉、5-10 u m玻璃粉和20-25 ii m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1_2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用； (2)玻璃粉B的制備 按配方配比稱取各原料，稱好后放入研磨體里研磨，充分混合均勻，混合均勻后放入電阻爐中，加熱至200-300°C，保溫20-30min，再加熱至1200-1300°C，保溫熔融80-90 min,然后用去離水淬火后研磨，過(guò)200-300目篩,冷卻，再在600-700°C保溫5_6小時(shí),然后,再用去離子水淬火，研磨，過(guò)不同目數(shù)的篩，分別收集得到5-10 u m玻璃粉和20-25 u m玻璃粉，再分別用20-30%鹽酸浸泡1-2小時(shí)，然后用去離子水洗凈至中性，烘干備用； (3)有機(jī)載體A的制備 按配方配比將松節(jié)醇、甲基異丁酮、丁基卡必醇混勻，在80-110°C下，依次加入羧甲基纖維素、乙酸銀、硬脂酸單甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、改性氫化蓖麻油溶解，攪拌均勻即可； (4)有機(jī)載體B的制備 按配方配比將聚乙二醇、檸檬酸三丁酯、甘油混勻，在80-110°C下，依次加入聚丙烯酸酯、磷酸三甲苯酯、聚醚改性硅油、甲基三甲氧基硅烷溶解，攪拌均勻即可； (5)A漿料的制備 將步驟(I)所制得的不同粒徑的玻璃粉A加入步驟(3)所制得的有機(jī)載體A中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 u m銀粉、30-60 u m銀粉，混和2_3小時(shí)，得到A漿料；(6)B漿料的制備 將步驟(2)所制得的不同粒徑的玻璃粉B加入步驟(4)所制得的有機(jī)載體B中，攪拌混和，再每次間隔30-40分鐘依次加入1-5 u m銅粉、11-15 u m銅粉，混和2_3小時(shí)，得到B漿料； (7)A漿料和B漿料的混合球磨 將A漿料和B漿料等比例混合，球磨，研磨至漿料細(xì)度小于10 U m,調(diào)粘度，粘度為120-200Pa s，即得本發(fā)明太陽(yáng)能電池正面銀漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混有銅粉無(wú)鉛晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀漿及其制備方法，其由A、B兩部分漿料等比例混合球磨而成。本發(fā)明制備出來(lái)的銀漿中不含鉛，對(duì)人體和環(huán)境危害性小，完全符合環(huán)保要求；本發(fā)明在銀漿中選用了同粒徑的銀粉與其它導(dǎo)電粒子填充銀粉間的間隙，提高了膜層的堆積密度，增加粒子間的接觸面積，降低了膜層的收縮力，從而提高了銀漿的導(dǎo)電能力；本發(fā)明在導(dǎo)電漿料中添加了銅粉能夠有助于降低銀漿生產(chǎn)成本，同時(shí)改善銀漿的導(dǎo)電性能，從而達(dá)到了降低太陽(yáng)能電池制造成本的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H01B1/22GK102831956SQ20121030468
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者郭萬(wàn)東, 汪圣付, 袁藝琴, 孟祥法, 劉晶晶, 董培才 申請(qǐng)人:合肥中南光電有限公司