電極導(dǎo)電漿料、其制備方法及太陽能電池電極的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電極導(dǎo)電漿料、其制備方法及太陽能電池電極。電極導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分：8～10份的溶劑、0～7份的增稠劑、0～1.5份的觸變劑、1～2.25份的分散劑、3～5份的玻璃粉、80～85份的銀粉及1～1.5份的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。上述電極導(dǎo)電漿料能提高電極的導(dǎo)電性能。
【專利說明】電極導(dǎo)電漿料、其制備方法及太陽能電池電極
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電極導(dǎo)電漿料、其制備方法及太陽能電池電極。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。太陽能電池正面電極通常由電極導(dǎo)電漿料燒結(jié)制成。通常情況下，電極導(dǎo)電漿料由載體、玻璃粉及銀粉組成，燒結(jié)成電極后，載體揮發(fā)，玻璃粉經(jīng)過燒結(jié)后融化形成玻璃體，玻璃體填充在銀粉之間的孔隙或接觸面上形成太陽能電池正面電極。然而，填充在銀粉之間的玻璃體會阻斷電子在電極內(nèi)部的傳輸通道，使電極的電導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電極的導(dǎo)電性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種能夠提高太陽能電池電極的導(dǎo)電性能的電極導(dǎo)電漿料、其制備方法及由該電極導(dǎo)電漿料制成的太陽能電池電極。
[0004]一種電極導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑、I?2.25份的分散劑、3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
[0005]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述溶劑為松油醇或丁基卡泌醇。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述增稠劑為乙基纖維素-100或卡拉膠。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述觸變劑為氫化蓖麻油或氣相二氧化硅。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分散劑為聚乙二醇或乙烯一醋酸乙烯共聚物。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電納米管選自網(wǎng)狀壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)電納米管及非孔壁結(jié)構(gòu)納米管中的至少一種。
[0010]一種電極導(dǎo)電漿料的制備方法，包括以下步驟:
[0011]將8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑及I?2.25份的分散劑混合均勻后加熱至45°C?55°C,攪拌2.5小時(shí)?5小時(shí)制成載體；
[0012]將3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料加入所述載體中，高速攪拌I小時(shí)?3小時(shí)得到預(yù)混料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線；
[0013]對所述預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，使預(yù)混料的細(xì)度為0.6 μ m?I μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分?1300轉(zhuǎn)/分。
[0015]一種太陽能電池電極，所述太陽能電池電極上述的電極導(dǎo)電漿料燒結(jié)制成。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述太陽能電池電極包括按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:3?5份的玻璃、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料,所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
[0017]上述電極導(dǎo)電漿料利用導(dǎo)電材料良好的導(dǎo)電性能及非常低的密度，加入小量導(dǎo)電材料形成的電極導(dǎo)電漿料在燒結(jié)后，導(dǎo)電材料能在電極里形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不僅能像鳥巢一樣將銀粉顆粒包裹，通過納米管將類似鳥巢團(tuán)簇結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)起來；導(dǎo)電材料也能貫穿熔融固化后的玻璃粉，使原本被玻璃體阻斷不能相互導(dǎo)電的銀粉顆粒重新聯(lián)通導(dǎo)電，從而可以提高電極的電導(dǎo)率。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0019]一種電極導(dǎo)電漿料，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑、I?2.25份的分散劑、3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
[0020]優(yōu)選的，溶劑為松油醇或丁基卡泌醇。
[0021]優(yōu)選的，增稠劑為乙基纖維素-100或卡拉膠。
[0022]優(yōu)選的，觸變劑為氫化蓖麻油或氣相二氧化硅。
[0023]優(yōu)選的，分散劑為聚乙二醇或乙烯一醋酸乙烯共聚物。
[0024]優(yōu)選的，玻璃粉的粒徑為0.5 μ m?0.7 μ m。
[0025]優(yōu)選的，銀粉的粒徑為0.5 μ m?1.1 μ m。
[0026]優(yōu)選的，導(dǎo)電材料的長度為0.7 μ m?1.5 μ m。導(dǎo)電納米管選自網(wǎng)狀壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)電納米管及非孔壁結(jié)構(gòu)納米管中的至少一種。進(jìn)一步的，導(dǎo)電納米管為碳納米管及銀納米管中的至少一種。導(dǎo)電納米線為碳納米線及銀納米線中的至少一種。
[0027]上述電極導(dǎo)電漿料利用導(dǎo)電材料良好的導(dǎo)電性能及非常低的密度，加入小量導(dǎo)電材料形成的電極導(dǎo)電漿料在燒結(jié)后，導(dǎo)電材料能在電極里形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不僅能像鳥巢一樣將銀粉顆粒包裹，通過納米管將類似鳥巢團(tuán)簇結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)起來；導(dǎo)電材料也能貫穿熔融固化后的玻璃粉，使原本被玻璃體阻斷不能相互導(dǎo)電的銀粉顆粒重新聯(lián)通導(dǎo)電，從而可以提高電極的電導(dǎo)率。
[0028]上述電極導(dǎo)電漿料的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟SllOdf 8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑及I?
2.25份的分散劑混合均勻后加熱至45°C?55°C，攪拌2.5小時(shí)?5小時(shí)制成載體。
[0030]優(yōu)選的，溶劑為松油醇或丁基卡泌醇。
[0031]優(yōu)選的，增稠劑為乙基纖維素-100或卡拉膠。
[0032]優(yōu)選的，觸變劑為氫化蓖麻油或氣相二氧化硅。
[0033]優(yōu)選的，分散劑為聚乙二醇或乙烯一醋酸乙烯共聚物。
[0034]優(yōu)選的，在反應(yīng)釜中加熱攪拌。
[0035]步驟S120、將3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料加入載體中，高速攪拌I小時(shí)?3小時(shí)得到預(yù)混料，導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
[0036]優(yōu)選的，在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行高速攪拌。高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分?1300
轉(zhuǎn)/分。
[0037]優(yōu)選的，玻璃粉的粒徑為0.5 μ m?0.7 μ m。[0038]優(yōu)選的，銀粉的粒徑為0.5 μ m?1.1 μ m。
[0039]優(yōu)選的，導(dǎo)電材料的長度為0.7 μ m?1.5 μ m。導(dǎo)電納米管選自網(wǎng)狀壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)電納米管及非孔壁結(jié)構(gòu)納米管中的至少一種。進(jìn)一步的，導(dǎo)電納米管為碳納米管及銀納米管中的至少一種。導(dǎo)電納米線為碳納米線及銀納米線中的至少一種。
[0040]步驟S130、對預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，使預(yù)混料的細(xì)度為0.6 μ m?I μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
[0041]優(yōu)選的，使用陶瓷三棍機(jī)對所述預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理。
[0042]優(yōu)選的，在軋壓處理時(shí)采用刮板進(jìn)行細(xì)度測試，直至預(yù)混料的細(xì)度為0.6 μ m?I μ m0
[0043]上述電極導(dǎo)電漿料的制備方法，操作簡單。
[0044]—實(shí)施方式的太陽能電池電極，該太陽能電池電極由上述電極導(dǎo)電漿料燒結(jié)制成。
[0045]上述電極導(dǎo)電漿料經(jīng)過燒結(jié)之后，溶劑、增稠劑、觸變劑及分散劑揮發(fā)，剩下玻璃粉、銀粉及導(dǎo)電材料，因此得到的太陽能電池電極的材料包括按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:3?5份的玻璃、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料。
[0046]優(yōu)選的，將上述電極導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到硅片上，再經(jīng)過烘烤及燒結(jié)制成太陽能電池電極。
[0047]上述太陽能電池電極利用導(dǎo)電材料良好的導(dǎo)電性能及非常低的密度，加入小量導(dǎo)電材料形成的電極導(dǎo)電漿料在燒結(jié)后，導(dǎo)電材料能在電極里形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不僅能像鳥巢一樣將銀粉顆粒包裹，通過納米管將類似鳥巢團(tuán)簇結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)起來；導(dǎo)電材料也能貫穿熔融固化后的玻璃粉，使原本被玻璃體阻斷不能相互導(dǎo)電的銀粉顆粒重新聯(lián)通導(dǎo)電，從而可以提高電極的電導(dǎo)率。
[0048]以下為具體實(shí)施例。
[0049]實(shí)施例1
[0050]將10份的松油醇、7份的乙基纖維素、1.5份的氫化蓖麻油及2.25份的聚乙二醇混合均勻后在反應(yīng)釜中加熱至45°C，攪拌5小時(shí)制成載體。將5份的玻璃粉、85份的銀粉及1.5份的導(dǎo)電材料加入載體中，在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行高速攪拌1.5小時(shí)得到預(yù)混料，其中高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1300轉(zhuǎn)/分，玻璃粉的粒徑為0.7 μ m，銀粉的粒徑為1.1 μ m，導(dǎo)電材料的長度為1.5 μ m，導(dǎo)電材料為網(wǎng)狀壁結(jié)構(gòu)的碳納米管。使用陶瓷三棍機(jī)對預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，在軋壓處理時(shí)采用刮板進(jìn)行細(xì)度測試，使預(yù)混料的細(xì)度為I μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
[0051]將上述電極導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到硅片正面上，在150°C下進(jìn)行烘烤10分鐘，然后500°C烘2分鐘，再在790°C下燒結(jié)20秒在硅片正面形成導(dǎo)電層，制成太陽能電池電極，其中硅片為P型硅片，導(dǎo)電層的厚度為13um。
[0052]使用萬用表裝置測試制備的太陽能電池電極的電阻為0.22Ω。
[0053]實(shí)施例2
[0054]將9份的丁基卡泌醇、3份的卡拉膠、I份的氣相二氧化硅及2份的乙烯一醋酸乙烯共聚物混合均勻后在反應(yīng)釜中加熱至50°C，攪拌3小時(shí)制成載體。將4份的玻璃粉、82份的銀粉及1.2份的導(dǎo)電材料加入載體中，在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行高速攪拌1.5小時(shí)得到預(yù)混料，其中高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1300轉(zhuǎn)/分，玻璃粉的粒徑為0.7 μ m，銀粉的粒徑為0.8 μ m，導(dǎo)電材料的長度為2 μ m，導(dǎo)電材料為非孔壁結(jié)構(gòu)的銀納米管。使用陶瓷三棍機(jī)對預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，在軋壓處理時(shí)采用刮板進(jìn)行細(xì)度測試，使預(yù)混料的細(xì)度為0.9 μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
[0055]將上述電極導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到硅片正面上，在150°C下進(jìn)行烘烤10分鐘，然后在500°C烘烤2分鐘再在790°C下燒結(jié)20秒在硅片正面形成導(dǎo)電層，制成太陽能電池電極，其中硅片為P型硅片，導(dǎo)電層的厚度為13um。
[0056]使用萬用表測試制備的太陽能電池電極的電阻為0.24Ω。
[0057]實(shí)施例3
[0058]將8份的丁基卡泌醇及2份的乙烯一醋酸乙烯共聚物混合均勻后在反應(yīng)釜中加熱至45°C，攪拌3.5小時(shí)制成載體。將3份的玻璃粉、80份的銀粉及I份的導(dǎo)電材料加入載體中，在高速攪拌機(jī)中進(jìn)行高速攪拌1.5小時(shí)得到預(yù)混料，其中高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1300轉(zhuǎn)/分，玻璃粉的粒徑為0.7 μ m，銀粉的粒徑為0.8 μ m，導(dǎo)電材料的長度為2 μ m，導(dǎo)電材料為銀納米線。使用陶瓷三棍機(jī)對預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，在軋壓處理時(shí)采用刮板進(jìn)行細(xì)度測試，使預(yù)混料的細(xì)度為0.9 μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
[0059]將上述電極導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到硅片正面上，在150°C下進(jìn)行烘烤10分鐘，然后在500°C烘烤2分鐘，再在790°C下燒結(jié)20秒在硅片正面形成導(dǎo)電層，制成太陽能電池電極，其中硅片為P型硅片，導(dǎo)電層的厚度為13um。
[0060]使用萬用表測試制備的太陽能電池電極的電阻為0.25Ω。
[0061]對比例:生產(chǎn)線上使用的正銀漿料(杜邦17F)，采用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到硅片正面上，在150°C下進(jìn)行烘烤10分鐘，然后在500°C烘烤2分鐘，再在790°C下燒結(jié)20秒在硅片正面形成導(dǎo)電層，制成太陽能電池電極，其中硅片為P型硅片，導(dǎo)電層的厚度為13um。
[0062]使用萬用表測試制備的太陽能電池電極的電阻為0.32Ω。
[0063]從實(shí)施例1?3及對比例可以看出，采用實(shí)施例1?3加入導(dǎo)電材料的正銀漿料制成的柵線比對比例沒有加入導(dǎo)電材料的制成的金屬柵線電阻降低了 22%-31%，也就是說電阻率降低了 22%-31%。
[0064]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑、I?2.25份的分散劑、3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述溶劑為松油醇或丁基卡泌醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述增稠劑為乙基纖維素-100或卡拉膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述觸變劑為氫化蓖麻油或氣相二氧化硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述分散劑為聚乙二醇或乙烯一醋酸乙烯共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述導(dǎo)電納米管選自網(wǎng)狀壁結(jié)構(gòu)導(dǎo)電納米管及非孔壁結(jié)構(gòu)納米管中的至少一種。
7.一種電極導(dǎo)電漿料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將8?10份的溶劑、O?7份的增稠劑、O?1.5份的觸變劑及I?2.25份的分散劑混合均勻后加熱至45°C?55°C,攪拌2.5小時(shí)?5小時(shí)制成載體； 將3?5份的玻璃粉、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料加入所述載體中，高速攪拌I小時(shí)?3小時(shí)得到預(yù)混料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線； 對所述預(yù)混料進(jìn)行軋壓處理，使預(yù)混料的細(xì)度為0.6 μ m?I μ m得到電極導(dǎo)電漿料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電極導(dǎo)電漿料的制備方法，其特征在于，所述高速攪拌的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分?1300轉(zhuǎn)/分。
9.一種太陽能電池電極，其特征在于，所述太陽能電池電極由權(quán)利要求1?6任一項(xiàng)所述的電極導(dǎo)電漿料燒結(jié)制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池電極，其特征在于，所述太陽能電池電極包括按重量份數(shù)計(jì)，包括以下組分:3?5份的玻璃、80?85份的銀粉及I?1.5份的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料為導(dǎo)電納米管或?qū)щ娂{米線。
【文檔編號】H01B13/00GK103617819SQ201310591220
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】廖輝, 梁杭偉, 祁嘉銘, 葉雄新, 孫小菩, 彭華, 羅靜 申請人:東莞南玻光伏科技有限公司