本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池?zé)o鉛正銀漿料，屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能是一種綠色能源，因其無(wú)污染、取之不竭、不受地域資源限制等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的重視，所以太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生。晶硅太陽(yáng)能電池是一種能夠?qū)饽茼憫?yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，它可以利用光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)陽(yáng)光照射到電池板時(shí)，在電池兩極表面產(chǎn)生一定的電勢(shì)差，接通外接電路，就可以產(chǎn)生電流。把若干個(gè)電池通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接起來(lái)，再經(jīng)過(guò)封裝材料EVA膠膜(乙烯醋酸乙烯共聚物)密封保護(hù)，就能制成電池組件，進(jìn)而組成電池方陣，與其他電子器件配合組成獨(dú)立系統(tǒng)或并入電網(wǎng)，提供清潔的電力供應(yīng)。晶硅太陽(yáng)能電池電極包括正面銀電極、背面銀電極和鋁背場(chǎng)電極，正面銀電極是使用正面銀漿經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷、干燥、高溫?zé)Y(jié)形成，正面銀漿的性能直接決定了太陽(yáng)能電池片正面銀電極的性能，是晶體硅太陽(yáng)能電池制造中的關(guān)鍵材料。

目前，晶硅太陽(yáng)能電池用正銀漿料通常由銀粉、無(wú)鉛玻璃粉和有機(jī)載體制備而成，大多數(shù)正銀漿使用含有較高比例氧化鉛的玻璃粉。為了更好地維護(hù)人類賴以生存的生活環(huán)境，電子產(chǎn)品無(wú)鉛化已成為電子制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，利用無(wú)鉛玻璃粉制備無(wú)鉛銀漿也成為未來(lái)的發(fā)展方向?，F(xiàn)有正銀漿技術(shù)中，所含無(wú)鉛玻璃粉包含堿性氧化物，在燒結(jié)過(guò)程中，正銀漿對(duì)SiNx：H減反射膜的腐蝕作用 主要靠堿性玻璃來(lái)完成，而反應(yīng)主要在硅基體表面進(jìn)行，同時(shí)由于漿料融化時(shí)間極短，粘度高，流動(dòng)性差，這會(huì)造成電極材料中各物質(zhì)分布不同。反應(yīng)過(guò)程中靠近硅基體部分的玻璃發(fā)生反應(yīng)而被消耗，但電極表層仍有相當(dāng)數(shù)量的堿性物質(zhì)殘留，殘留的堿性物質(zhì)在高溫和濕熱環(huán)境下使電池的封裝材料EVA膠膜的酯健發(fā)生斷裂、聚合物分子鏈發(fā)生老化裂解變性，最終導(dǎo)致封裝材料EVA膠膜的脫層而對(duì)電池失去保護(hù)作用，降低電池的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種性能優(yōu)越的晶體硅太陽(yáng)能電池?zé)o鉛正銀漿料。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種晶體硅太陽(yáng)能電池?zé)o鉛正銀漿料，其特征在于：所述正銀漿料的原料組分及重量含量如下：銀粉87-92份、有機(jī)載體5-10份、無(wú)鉛玻璃粉1～5份和觸變劑0.1～3份，其中各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100％。所述銀份為高振實(shí)密度銀粉，振實(shí)密度大于6g每立方厘米。所述無(wú)鉛玻璃粉的組成和重量百分?jǐn)?shù)為：Bi₂O₃40-60％、Al₂O₃5-10％、Li₂O₃-8％、TeO₂20-35％、SiO₂2-6％、ZnO3-8％、MgO3-8％、TiO₂0.5-2％、P₂O₅0.5-2％。有機(jī)載體的組成和重量百分?jǐn)?shù)為：松油醇40-65％、乙基纖維素5-10％、正丁醇10-15％、苯甲醇10-15％、司班₈₀4-7％。所述觸變劑為：BYK410。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種晶體硅太陽(yáng)能 電池?zé)o鉛正銀漿料的制備方法，制成的無(wú)鉛正銀漿料光電轉(zhuǎn)化效率高，附著力高，且高溫老化后附著力轉(zhuǎn)化效率衰減小，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)玻璃粉和有機(jī)添加劑及觸變劑的組合使用和控制它們的用量比例，在保證玻璃粉在燒結(jié)過(guò)程對(duì)硅片表面的SiNx：H減反射膜產(chǎn)生腐蝕作用、實(shí)現(xiàn)銀電極與硅基體的良好導(dǎo)電接觸的同時(shí)，在燒結(jié)過(guò)程和冷卻階段，添加劑及觸變劑與無(wú)鉛玻璃粉反應(yīng)并可以部分轉(zhuǎn)移至正銀電極表面，消耗了正銀電極表面殘余的堿性物質(zhì)，使得正銀電極表面呈中性或接近中性，降低了堿性物質(zhì)對(duì)于電池的封裝材料EVA膠膜的腐蝕，避免了封裝材料EVA膠膜因脫層而失去對(duì)電池的保護(hù)作用，提高了電池的使用壽命。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本發(fā)明提供的正銀漿料用于制作晶硅太陽(yáng)能電池的正銀電極，所述正銀漿料由銀粉、無(wú)鉛玻璃粉、有機(jī)載體、添加劑和觸變劑組合物制備而成。無(wú)鉛玻璃粉在快速燒結(jié)時(shí)液化，在銀粉和硅基片之間起到粘結(jié)作用，同時(shí)起到穿透減反射膜的作用，使銀粉和硅基片之間形成良好的歐姆接觸。本發(fā)明使用的無(wú)鉛玻璃粉為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，它可以直接從市場(chǎng)購(gòu)買也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制備得到，其軟化溫度為350℃～600℃。因?yàn)楫?dāng)其軟化溫度低于350℃時(shí)，可能因玻璃熔融體的過(guò)度流動(dòng)，造成正銀電極與硅基片之間的玻璃膜層過(guò)厚，引起正銀電極與硅基片的接觸電阻上升；當(dāng)其軟化溫度高于600℃時(shí)，可能造成玻璃粉和銀粉燒結(jié)不完全，產(chǎn)生“生燒”現(xiàn)象，導(dǎo)致附著力下降和正銀電極的體電阻上升。適合本發(fā)明的無(wú)鉛玻璃粉可選用由Bi₂O₃、Al₂O₃、Li₂O、TeO₂、SiO₂、ZnO、MgO、TiO₂、P₂O₅組成的無(wú)鉛玻璃體系，玻璃粉的粒徑控制在10微 米以下，用量為銀漿料重量的1～5％。如果玻璃粉的用量不足0.5％，會(huì)影響減反射膜的蝕刻及硅基材與銀電極間的附著力；如果用量超過(guò)5％，會(huì)降低電池片的電性能。無(wú)鉛玻璃粉在燒結(jié)過(guò)程中，對(duì)氮化硅減反射膜的腐蝕作用主要在硅基體表面進(jìn)行，同時(shí)，由于正銀漿料的融化時(shí)間極短，粘度高、流動(dòng)性差，造成正銀電極中各物質(zhì)的分布不同，導(dǎo)致靠近硅基體的無(wú)鉛玻璃粉被消耗，而正銀電極的表層仍有相當(dāng)數(shù)量的堿性物質(zhì)殘留，這些殘留的堿性物質(zhì)在高溫和濕熱環(huán)境下使電池的封裝材料EVA膠膜的酯健發(fā)生斷裂、聚合物分子鏈發(fā)生老化裂解變性，最終導(dǎo)致封裝材料EVA膠膜的脫層而對(duì)電池失去保護(hù)作用，降低電池的使用壽命。

為了消耗了正銀電極表面殘余的堿性物質(zhì)，使得正銀電極表面呈中性或接近中性，降低了堿性物質(zhì)對(duì)于電池的封裝材料EVA膠膜的腐蝕，本發(fā)明提供的正銀漿料中使用了添加劑。在燒結(jié)過(guò)程中，添加劑融化并與無(wú)鉛玻璃粉發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)對(duì)封裝材料無(wú)害的中性物質(zhì)；在燒結(jié)過(guò)程后段的冷卻階段，由于無(wú)鉛玻璃粉熔融體冷卻收縮，融化狀態(tài)的添加劑轉(zhuǎn)移至正銀電極表面，使得其進(jìn)一步與電極表面的堿性物質(zhì)反應(yīng)，消耗剩余的堿性化合物，造成正銀電極表面呈中性或接近中性，從而消除堿性物質(zhì)對(duì)EVA層的影響。本發(fā)明使用的添加劑的熔點(diǎn)比玻璃粉的軟化溫度低10℃～260℃，目的是利用二者的熔點(diǎn)差控制添加劑的分布。添加劑的熔點(diǎn)高于玻璃粉軟化點(diǎn)，或二者差不足10℃，燒結(jié)冷卻后，添加劑可能在正銀電極內(nèi)部存留而不會(huì)遷移至表面。添加劑的熔點(diǎn)與玻璃粉軟化點(diǎn)差大于260℃，其熔點(diǎn)和揮發(fā)溫度過(guò)低，導(dǎo)致添加劑在燒結(jié)過(guò)程過(guò)度流動(dòng)或揮發(fā)，影響電極外觀。添加劑用量為銀漿料總重量的0.1～2％，如果用量過(guò)低，則不能起到消耗多余堿性物質(zhì)的作用，無(wú)法解決EVA老化脫層現(xiàn)象：如果用量過(guò)高，可能會(huì)增大電極體電阻。為了既能保證銀粉和硅基片之間具有良好的歐姆接觸， 又能防止?jié){料中的堿性物質(zhì)對(duì)于電池的封裝材料EVA膠膜的腐蝕，本發(fā)明采用了添加劑與無(wú)鉛玻璃粉組合使用，并控制其用量比例，無(wú)鉛玻璃粉與添加劑之間的重量比控制在1∶0.1～5.0的范圍內(nèi)，低于該比例范圍，會(huì)對(duì)正銀漿料的腐蝕性能產(chǎn)生影響，導(dǎo)致正銀漿料接觸電阻上升；高于該比例范圍，不能防止無(wú)鉛玻璃粉中的堿性物質(zhì)對(duì)EVA的腐蝕作用。

本發(fā)明中使用的銀粉可以選用本領(lǐng)域公知的銀粉，優(yōu)選平均粒徑0.2～2微米、振實(shí)密度大于4.5g/cc的銀粉。

本發(fā)明使用的有機(jī)載體可以選用本領(lǐng)域公知的樹(shù)脂和溶劑制備，優(yōu)選下述方法制備的有機(jī)載體：將松油醇40-65％、乙基纖維素5-10％、正丁醇10-15％、苯甲醇10-15％和司班₈₀4-7％的有機(jī)溶劑混合攪拌均勻并加熱到60-90℃，直到聚合物完全溶解，形成透明粘稠液體，過(guò)濾雜質(zhì)，得到所述有機(jī)載體。

本發(fā)明提供的晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料可以采用下述方法予以制備：

將占正銀漿料重量0.5～5％的無(wú)鉛玻璃粉、8～20％的有機(jī)載體、0.1-3％觸變劑、0.3～4.5％的添加劑混合均勻后，再加入75～90％的銀粉，攪拌后研磨，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。

將上述漿料用280～400目網(wǎng)板，通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方式印刷在晶硅太陽(yáng)能電池硅基片正面上，印刷后的漿料經(jīng)過(guò)160～270℃烘干，在650～950℃的高溫下燒結(jié)形成正面銀電極。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

有機(jī)載體的制備：

稱取松油醇40、乙基纖維素5、正丁醇10、苯甲醇10和司班₈₀4，混合并加熱到60～90℃，溶解，得到有機(jī)粘結(jié)劑，備用。

實(shí)施例1

稱取5g超細(xì)軟化溫度為560℃無(wú)鉛玻璃粉、75g銀粉、2g觸變劑、19g有機(jī)載體、1g三氧化二硼，混合均勻，三輥機(jī)軋制細(xì)度小于10微米，用松油醇調(diào)整粘度至280～400Pa.s，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。

實(shí)施例2

稱取3g超細(xì)軟化溫度為600℃無(wú)鉛玻璃粉、75g銀粉、2g觸變劑、20g有機(jī)載體、0.3g五氧化二磷，1g二氧化碲，混合均勻，三輥機(jī)軋制細(xì)度小于10微米，用松油醇調(diào)整粘度至280～400Pa.s，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。

實(shí)施例3

稱取0.5g超細(xì)軟化溫度為350℃無(wú)鉛玻璃粉、90g銀粉、2g觸變劑、9.2g有機(jī)載體、0.3g五氧化二磷，混合均勻，三輥機(jī)軋制細(xì)度小于10微米，用松油醇調(diào)整粘度至280～400Pa.s，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。

實(shí)施例4

稱取0.9g超細(xì)軟化溫度為435℃無(wú)鉛玻璃粉、86.6g銀粉、2g觸變劑、8g有機(jī)載體、4.5二氧化硒，混合均勻，三輥機(jī)軋制細(xì)度小于10微米，用松油醇調(diào)整粘度至280～400Pa.s，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。

實(shí)施例5

稱取2g超細(xì)軟化溫度為480℃無(wú)鉛玻璃粉、85g銀粉、2g觸變劑、9.5g有機(jī)載體、4.5二氧化硒，混合均勻，三輥機(jī)軋制細(xì)度小于10微米，用松油醇調(diào)整粘度至280～400Pa.s，得到晶體硅太陽(yáng)能電池用無(wú)鉛正銀漿料。