一種太陽能電池正面金屬化銀漿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能電池正面金屬化銀漿及其制備方法，包括以下組分：75-91wt%的導(dǎo)電金屬粉組分，該導(dǎo)電金屬粉包括銀粉；1-5wt%的玻璃組分；8-20%wt%有機(jī)粘合劑。所述的玻璃組分包括以下組分：5-60wt%的SiO2，1-30wt%的Bi2O3，1-10wt%的Al2O3，1-10wt%的B2O3，2-10wt%的ZnO，25-55wt%的PbO，10-40wt%的TeO2，0-10wt%的La2O3。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：在應(yīng)用于太陽能電池正面電極時(shí)銀與硅形成好的歐姆接觸，并得到較低的串聯(lián)電阻和較高的填充因子和短路電流。
【專利說明】—種太陽能電池正面金屬化銀漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能電池正面金屬化銀漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是通過光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理:當(dāng)太陽光照射在晶體硅半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由η區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向η區(qū)，接通電路后就形成電流。
[0003]太陽能電池正面金屬化銀漿是制作光電太陽能電池重要的基礎(chǔ)材料，用于制作晶體硅太陽能電池的正面電極。
[0004]隨著技術(shù)的發(fā)展，太陽能電池片的淺結(jié)技術(shù)出現(xiàn)。它可以提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。淺結(jié)是指太陽能電池P-N結(jié)結(jié)深小于0.3 μ m，利用淺結(jié)可以顯著降低太陽能電池片表面的少數(shù)載流子復(fù)合速度，提高短波段的光譜響應(yīng)。同時(shí)淺結(jié)也導(dǎo)致方阻升高。
[0005]在燒結(jié)時(shí)，由于P-N結(jié)很淺，很容易燒穿，這就對漿料提出很高要求:在擴(kuò)散淺結(jié)低濃度的情況下形成好的歐姆接觸，提升短路電流和開路電壓；避免了死層效應(yīng)帶來的轉(zhuǎn)換效率降低的缺陷。
[0006]目前，現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的太陽能電池正面金屬化銀漿還無法滿足淺結(jié)太陽能電池片的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種太陽能電池正面金屬化銀漿，該正面金屬化銀漿可以在低溫情況下使得銀與硅形成好的歐姆接觸，并得到較低的串聯(lián)電阻和較高的填充因子和短路電流；通過燒結(jié)穿透實(shí)現(xiàn)與N型擴(kuò)散區(qū)的歐姆接觸而同時(shí)又不會(huì)損壞附近的結(jié)區(qū)，有效降低玻璃熔融溫度、軟化點(diǎn)及電極的燒結(jié)溫度，并且在高溫快速一次共燒時(shí)，有助于與晶體硅基體的相互作用，形成與晶體硅的低電阻接觸。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述太陽能電池正面金屬化銀漿的制備方法。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下組分:
75-9lwt%的銀粉；
1-5 wt%的玻璃組分；
8-20% wt%有機(jī)粘合劑。
[0010]進(jìn)一步設(shè)置是所述的玻璃組分包括以下組分:5_60wt%的SiO2, l-30wt%的Bi2O3,l-10wt% 的 Al2O3, l-10wt% 的 B203，2-10wt% 的 Zn0，25_55wt% 的 PbO，10_40wt% 的 TeO2,0-10wt% 的 La2O3。
[0011]進(jìn)一步設(shè)置是所用的有機(jī)粘合劑包括有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑。
[0012]進(jìn)一步設(shè)置是所述有機(jī)樹脂選用丙烯酸樹脂、乙基纖維素、硝酸纖維素中的一種或幾種，其用量為有機(jī)粘合劑總量的1-20 wt%。
[0013]進(jìn)一步設(shè)置是所述有機(jī)溶劑選用蓖麻油、松油醇、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚醋酸酯、乙二醇單丁醚中的一種或幾種，其用量為有機(jī)粘合劑總量的5-98 wt%0
[0014]進(jìn)一步設(shè)置是所述的有機(jī)添加劑包括觸變劑、滲透劑和表面活性劑，其用量為有機(jī)粘合劑總量的1-10 wt%。
[0015]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括以下步驟，各組分配置如權(quán)利要求1所述:
(1)稱取玻璃組分，裝入剛玉坩鍋中，放入電阻爐中，升溫至1000-130(TC，保溫30-50分鐘，水淬后入球磨罐，球磨40-50小時(shí)后，在80-110°C烘干，得到平均粒徑<3um的玻璃粉；
(2)所述的有機(jī)粘合劑包括有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑，有機(jī)添加劑包括表面活性劑，先將有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑放入攪拌桶中，通水循環(huán)，升溫，保持?jǐn)嚢柰皟?nèi)溫度為50-100°C，溶解時(shí)間3-10小時(shí)；加入表面活性劑，保溫5-15分鐘，過濾后存放；
(3)太陽能電池正面金屬化銀漿的制備:將75-91wt%的導(dǎo)電金屬組分、1-5被％的玻璃組分和8-20% ￥丨％有機(jī)粘合劑混合，用三輥軋機(jī)軋制研磨至粒度達(dá)< 5 μ m，粘度為300-380Pa.S，得到太陽能電池正面金屬化銀漿。
[0016]進(jìn)一步設(shè)置是所述的步驟(1)中玻璃組分包括以下組分:5_60wt%的SiO2,l-30wt% 的 Bi2O3, l-10wt% 的 Al2O3, l_10wt% 的 B203，2_10wt% 的 Zn0，25_55wt% 的 PbO,10-40wt% 的 Te02,0_10wt% 的 La203。
[0017]本發(fā)明可以在低溫情況下使得銀與硅形成好的歐姆接觸得到較低的串聯(lián)電阻和較高的填充因子、短路電流；通過燒結(jié)穿透實(shí)現(xiàn)與N型擴(kuò)散區(qū)的歐姆接觸而同時(shí)又不會(huì)損壞附近的結(jié)區(qū)。有效降低玻璃熔融溫度、軟化點(diǎn)及電極的燒結(jié)溫度，并且在高溫快速一次共燒時(shí)，有助于與晶體硅基體的相`互作用，形成與晶體硅的低電阻接觸。
[0018]本發(fā)明的效果是硅太陽能電池用正面銀漿通過絲網(wǎng)印刷在晶體硅的正面，燒結(jié)后形成正面電極，在晶體硅的正面有著一層SiNx減反射膜，SiNx減反射膜是絕緣體，會(huì)提高電極接觸層的電阻。因此，要求在燒結(jié)時(shí)正面銀漿中的玻璃必須能夠氧化和腐蝕SiNx減反射膜，使?jié){料中銀和晶體界面處形成高密度Ag-Si接觸層，在大量玻璃和硅片之間提供導(dǎo)電鏈，產(chǎn)生低電阻、高效率、高填充系數(shù)的正面電極和晶體硅太陽能電池。
[0019]本發(fā)明的太陽能電池用正面金屬化銀漿中玻璃為5_60wt%的Si02，l_30wt%的Bi2O3, l-10wt% 的 Al2O3, l-10wt% 的 B203，2_10wt% 的 Zn0，25_55wt% 的 PbO，10_40wt% 的Te02,0-10wt%的La2O3等。在燒結(jié)時(shí)具有相對優(yōu)良的流動(dòng)性、潤濕性。
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例
[0023]I漿料的組成太陽能電池正面金屬化銀漿是由金屬粉、玻璃粉、有機(jī)載體組成，金屬粉作為導(dǎo)電相，玻璃作為粘結(jié)相，它們均勻地分散在有機(jī)載體中，形成漿料。其各自的組成及制備方法如下:
(I)玻璃粉的制備。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，太陽能電池正面金屬化銀漿的玻璃組合物可以參見表1。
[0024]表1.用于太陽能電池正面金屬化銀漿玻璃粉
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:包括以下組分: 75-9lwt%的銀粉； 1-5 wt%的玻璃組分； 8-20% wt%有機(jī)粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:所述的玻璃組分包括以下組分:5-60wt% 的 SiO2, l-30wt% 的 Bi2O3, l_10wt% 的 Al2O3, l-10wt% 的 B2O3,2-10wt% 的 ZnO，25-55wt% 的 PbO，10-40wt% 的 TeO2,0-10wt% 的 La203。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:所用的有機(jī)粘合劑包括有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:所述有機(jī)樹脂選用丙烯酸樹脂、乙基纖維素、硝酸纖維素中的一種或幾種，其用量為有機(jī)粘合劑總量的1-20 wt%0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:所述有機(jī)溶劑選用蓖麻油、松油醇、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚醋酸酯、乙二醇單丁醚中的一種或幾種，其用量為有機(jī)粘合劑總量的5-98 wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽能電池正面金屬化銀漿，其特征在于:所述的有機(jī)添加劑包括觸變劑、滲透劑和表面活性劑，其用量為有機(jī)粘合劑總量的1-10 Wt%。
7.—種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池正面金屬化銀漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟，各組分配置如權(quán)·利要求1所述: (1)稱取玻璃組分，裝入剛玉坩鍋中，放入電阻爐中，升溫至1000-130(TC，保溫30-50分鐘，水淬后入球磨罐，球磨40-50小時(shí)后，在80-110°C烘干，得到平均粒徑<3um的玻璃粉； (2)所述的有機(jī)粘合劑包括有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑，有機(jī)添加劑包括表面活性劑，先將有機(jī)樹脂、有機(jī)溶劑放入攪拌桶中，通水循環(huán)，升溫，保持?jǐn)嚢柰皟?nèi)溫度為50-100°C，溶解時(shí)間3-10小時(shí)；加入表面活性劑，保溫5-15分鐘，過濾后存放； (3)太陽能電池正面金屬化銀漿的制備:將75-91wt%的導(dǎo)電金屬組分、1-5被％的玻璃組分和8-20% ￥丨％有機(jī)粘合劑混合，用三輥軋機(jī)軋制研磨至粒度達(dá)< 5 μ m，粘度為300-380Pa.S，得到太陽能電池正面金屬化銀漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池正面金屬化銀漿的制備方法，其特征在于:所述的步驟(1)中玻璃組分包括以下組分:5-60wt%的SiO2, l-30wt%的Bi2O3, l_10wt%的Al2O3,l-10wt% 的 B2O3, 2-10wt% 的 ZnO, 25-55wt% 的 PbO, 10-40wt% 的 TeO2,0_10wt% 的 La203。
【文檔編號】H01B1/22GK103854721SQ201410113324
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】鄭大受 申請人:中希集團(tuán)有限公司