本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種太陽能電池用無鉛銀漿及其制備方法。
背景技術(shù):
鉛是一種累積性毒物,它很容易被胃腸道吸收,其中一部分破壞血液使紅血球分解,部分通過血液擴(kuò)散到全身器官和組織,并進(jìn)入骨骼。而沉積在內(nèi)臟器官及骨髓中的鉛化合物由體內(nèi)排出的速度極慢,逐漸形成慢性中毒。慢性鉛中毒最初只感到疲倦、食欲不振、體重減輕等。當(dāng)慢性中毒再發(fā)展時,就會呈現(xiàn)頭痛、耳鳴、視力障礙、流產(chǎn)、貧血、精神錯亂、早死等。歐洲對電子產(chǎn)品、玩具和焊料均提出無鉛化的要求,如歐盟成員國出臺的法律規(guī)定2006年7月1日起,進(jìn)入歐盟的電子產(chǎn)品,包括電子玩具,不得含有鉛、鎘、汞等有害物質(zhì)。以上這些規(guī)定均促使各國加速研制無鉛玻璃,包括無鉛晶質(zhì)玻璃、無鉛光學(xué)玻璃、無鉛電真空和電子玻璃、無鉛玻璃焊料。
太陽能作為一種綠色能源,以其取之不竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的重視?,F(xiàn)有太陽能電池的背面為能在硅片背面形成的n型區(qū)域內(nèi),使n型硅反型為p型硅,在光照射面,為了讓光進(jìn)入半導(dǎo)體里面,電極通常制成梳齒狀。其正面電極是用銀漿印刷而成的,背面電極由銀漿、銀鋁漿或鋁漿印刷而成。正面電極用銀漿通常由銀粉,有機(jī)溶劑,玻璃粉等組成。太陽能電池正面電極用銀漿通常要求有良好的絲網(wǎng)印刷性能,印刷好的正面銀電極細(xì)線要有很好成型性能,即印刷電極的高寬比要好,然而,現(xiàn)有技術(shù)的正面銀漿觸變性和穩(wěn)定性仍有待提高,且使絲網(wǎng)印刷后的銀導(dǎo)線分布不致密,使得太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率低下。由于含鉛玻璃具有電阻大、介電損耗小、折射率和色散高,以及吸收高能輻射、軟化溫度低、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列特性,其在太陽能電池用銀漿中的應(yīng)用較為廣泛,考慮到鉛的危害性,銀漿無鉛化是社會發(fā)展的必然趨勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池用無鉛銀漿及其制備方法,制得的銀漿能在太陽能電池表面形成附著力強(qiáng)、低歐姆接觸電阻的導(dǎo)電電極,電池光電轉(zhuǎn)換效率高,是含鉛銀漿的理想取代物。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉60-70份、玻璃粉0.5-5份、有機(jī)載體1-6份和助劑12-20份;所述玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O356-66%、BaCO32-3%、TiO26-8%、ZrO24-5%、SiO215-18%、Al2O33-3.5%、MgO3-3.5%和ZnO1-3%;所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,所述有機(jī)溶劑為松油醇和松節(jié)油中的一種或兩種以上的混合物,所述有機(jī)添加劑為乙基纖維素和硝基纖維素中的一種或兩種以上的混合物;所述助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼3-4份、十二烷基硫酸鈉0.1-0.2份、鄰苯二甲酸二甲酯0.5-0.6份、卵磷脂0.1-0.2份、聚硅氧烷0.4-0.7份和松節(jié)油26-28份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:還包括紫外光引發(fā)劑0.5-5份和光敏劑0.5-4份。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述紫外光引發(fā)劑為二苯甲酮和苯乙酮中的一種或兩種的混合物,所述光敏劑為樟腦醌、安息香衍生物、?;趸?、氟化茂鈦、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和芳茂鐵鹽中一種或兩種以上的混合物。
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫45-60min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1120-1125℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在85-90℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為8-12h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在85-90℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在80-88℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于550-580℃溫度下煅燒2.5-3h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在150-170℃下反應(yīng)2.5-2.8h,冷卻至85-88℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5-5.5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨15-25min,得到混合漿料;
43)最后將步驟(3)制備的助劑與步驟42)制得的混合漿料混合,攪拌并研磨15-25min,制得銀漿。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(4)中,步驟42)和步驟43)之間還包括將混合漿料與紫外光引發(fā)劑和光敏劑混合。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述紫外光引發(fā)劑為二苯甲酮和苯乙酮中的一種或兩種的混合物;所述光敏劑為樟腦醌、安息香衍生物、?;趸住⒎?、二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽和芳茂鐵鹽中一種或兩種以上的混合物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明不含鉛,完全符合環(huán)保要求,能在太陽能電池表面形成附著力強(qiáng)、低歐姆接觸電阻的導(dǎo)電電極,電池光電轉(zhuǎn)換效率高,是含鉛銀漿的理想取代物。本發(fā)明的玻璃粉顆粒均勻、分散性好,軟化點(diǎn)在350-400℃之間;主要成分為Bi2O3、SiO2、TiO2以及ZrO2,并配以其余多種少量組分相互結(jié)合進(jìn)行改性,促使玻璃粉既有較低的軟化溫度,又有比較好的燒結(jié)活化能;能夠促進(jìn)銀粉更好的燒結(jié),使電極更加密實(shí),有效減少銀顆粒的氧化,使太陽能電池具有高的轉(zhuǎn)換效率,形成良好的歐姆接觸,降低串聯(lián)電阻。本發(fā)明銀漿還可以采用加熱或者紫外光輻照方式進(jìn)行固化;可以用于太陽能電池和電子產(chǎn)品電路的構(gòu)建。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中,一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉60份、玻璃粉0.5份、有機(jī)載體1份和助劑12份;玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O356%、BaCO33%、TiO28%、ZrO25%、SiO218%、Al2O33.5%、MgO3.5%和ZnO3%;有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,有機(jī)溶劑為松油醇,有機(jī)添加劑為乙基纖維素;助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼3份、十二烷基硫酸鈉0.1份、鄰苯二甲酸二甲酯0.5份、卵磷脂0.1份、聚硅氧烷0.4份和松節(jié)油26份。
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫60min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1120℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在85℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為8h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在85℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在88℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于550℃溫度下煅燒3h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在170℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至85℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5.5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨25min,得到混合漿料;
43)最后將步驟(3)制備的助劑與步驟42)制得的混合漿料混合,攪拌并研磨15min,制得銀漿。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例中,一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉70份、玻璃粉5份、有機(jī)載體6份、助劑20份、紫外光引發(fā)劑0.5份和光敏劑0.5份;玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O366%、BaCO32%、TiO26%、ZrO24%、SiO215%、Al2O33-%、MgO3%和ZnO1%;有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,有機(jī)溶劑為松節(jié)油,有機(jī)添加劑為硝基纖維素;助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼4份、十二烷基硫酸鈉0.2份、鄰苯二甲酸二甲酯0.6份、卵磷脂0.2份、聚硅氧烷0.7份和松節(jié)油28份。紫外光引發(fā)劑為二苯甲酮和苯乙酮的混合物,光敏劑為?;趸住?/p>
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫45min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1125℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在85-90℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為12h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在90℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在88℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于580℃溫度下煅燒2.5h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在150℃下反應(yīng)2.8h,冷卻至88℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨15min,得到混合漿料;
43)將步驟42)制得的混合漿料與紫外光引發(fā)劑和光敏劑混合后,最后將步驟(3)制備的助劑加入混合,攪拌并研磨25min,制得銀漿。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例中,一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉70份、玻璃粉0.5份、有機(jī)載體1份和助劑12份;玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O356%、BaCO33%、TiO28%、ZrO25%、SiO218%、Al2O33.5%、MgO3.5%和ZnO3%;有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,有機(jī)溶劑為松油醇,有機(jī)添加劑為硝基纖維素;助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼3份、十二烷基硫酸鈉0.2份、鄰苯二甲酸二甲酯0.6份、卵磷脂0.1份、聚硅氧烷0.7份和松節(jié)油26份。
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫50min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1120℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在90℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為8h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在85℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在80℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于580℃溫度下煅燒2.5h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在170℃下反應(yīng)2.8h,冷卻至88℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5.5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨25min,得到混合漿料;
43)最后將步驟(3)制備的助劑與步驟42)制得的混合漿料混合,攪拌并研磨25min,制得銀漿。
實(shí)施例4
本發(fā)明實(shí)施例中,一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉60份、玻璃粉5份、有機(jī)載體6份、助劑20份、紫外光引發(fā)劑5份和光敏劑4份;玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O366%、BaCO32%、TiO26%、ZrO24%、SiO215%、Al2O33%、MgO3%和ZnO1%;有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,有機(jī)溶劑為松節(jié)油,有機(jī)添加劑為乙基纖維素;助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼4份、十二烷基硫酸鈉0.1份、鄰苯二甲酸二甲酯0.5份、卵磷脂0.2份、聚硅氧烷0.4份和松節(jié)油28份。紫外光引發(fā)劑為苯乙酮,光敏劑為安息香衍生物。
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫60min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1125℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在90℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為12h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在85-90℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在80-88℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于560℃溫度下煅燒2.8h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在160℃下反應(yīng)2.5h,冷卻至85℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨15min,得到混合漿料;
43)將步驟42)制得的混合漿料與紫外光引發(fā)劑和光敏劑混合后,最后將步驟(3)制備的助劑加入混合,攪拌并研磨15min,制得銀漿。
實(shí)施例5
本發(fā)明實(shí)施例中,一種太陽能電池用無鉛銀漿,按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:銀粉65份、玻璃粉2.5份、有機(jī)載體4份、助劑16份、紫外光引發(fā)劑2份和光敏劑2份;玻璃粉為Bi-Ba-Ti-Zr-Si-Al-Mg-Zn-O體系,按照質(zhì)量百分比計,由以下原料組成:Bi2O361%、BaCO32.5%、TiO27%、ZrO24.5%、SiO217%、Al2O33.5%、MgO3%和ZnO2%;有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑制成,有機(jī)溶劑為松油醇和松節(jié)油的混合物,有機(jī)添加劑為乙基纖維素和硝基纖維素的混合物;助劑按照質(zhì)量份數(shù)計,由以下原料制成:氧化硼3.5份、十二烷基硫酸鈉0.15份、鄰苯二甲酸二甲酯0.55份、卵磷脂0.15份、聚硅氧烷0.5份和松節(jié)油27份。紫外光引發(fā)劑為二苯甲酮,光敏劑為樟腦醌。
所述的太陽能電池用無鉛銀漿的制備方法,包括以下步驟:
(1)玻璃粉的制備,包括以下步驟:
11)配料:按上述比例稱取Bi2O3、BaCO3、TiO2、ZrO2、SiO2、Al2O3、MgO和ZnO,混合均勻;
12)預(yù)熱:將步驟11)混合均勻后的粉末放入剛玉坩堝中,接著置于350℃的電爐中保溫55min;
13)燒結(jié):將步驟12)預(yù)熱后的粉末放入熱坩堝內(nèi),然后將熱坩堝放入電爐中,將粉末升溫至1125℃,恒溫1.2h;
14)水淬:取出步驟13)燒結(jié)后的粉末,進(jìn)行水淬,然后在85℃的溫度下干燥,得到玻璃料;
15)研磨:按照球磨子:水:玻璃料的質(zhì)量比為4:2:1的比例將球磨子、水和玻璃料放入球磨罐中,將該球磨罐放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨,球磨時間為12h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min;
16)干燥:將步驟15)研磨好的玻璃料移出,然后在85℃的溫度下干燥,得到玻璃粉,備用;
(2)有機(jī)載體的制備:按照有機(jī)溶劑:有機(jī)添加劑的質(zhì)量比為6:1的比例稱取有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑,并將其分別倒入帶攪拌裝置的容器中,在88℃溫度下,經(jīng)混合攪拌溶解,過篩,得到有機(jī)載體,備用;
(3)助劑的制備:將氧化硼放入煅燒爐中于560℃溫度下煅燒2.8h,取出冷卻至室溫,研磨60min;將鄰苯二甲酸二甲酯、松節(jié)油攪拌混勻,在160℃下反應(yīng)2.8h,冷卻至85℃后,加入卵磷脂、聚硅氧烷、十二烷基硫酸鈉,保溫攪拌5.5h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;將該反應(yīng)產(chǎn)物與煅燒研磨后的氧化硼混合研磨3h,過350目篩,所得漿料即為助劑,備用;
(4)銀漿的制備,包括以下步驟:
41)首先將銀粉與步驟(1)制得的玻璃粉加無水乙醇混合,在55℃溫度下,攪拌并超聲分散12min,得到均勻分散的固狀粉末;
42)接著將步驟(2)制備好的有機(jī)載體與步驟41)制得的固狀粉末混合,攪拌并研磨15min,得到混合漿料;
43)將步驟42)制得的混合漿料與紫外光引發(fā)劑和光敏劑混合后,最后將步驟(3)制備的助劑加入混合,攪拌并研磨25min,制得銀漿。
本發(fā)明不含鉛,完全符合環(huán)保要求,能在太陽能電池表面形成附著力強(qiáng)、低歐姆接觸電阻的導(dǎo)電電極,電池光電轉(zhuǎn)換效率高,是含鉛銀漿的理想取代物。本發(fā)明的玻璃粉顆粒均勻、分散性好,軟化點(diǎn)在350-400℃之間;主要成分為Bi2O3、SiO2、TiO2以及ZrO2,并配以其余多種少量組分相互結(jié)合進(jìn)行改性,促使玻璃粉既有較低的軟化溫度,又有比較好的燒結(jié)活化能;能夠促進(jìn)銀粉更好的燒結(jié),使電極更加密實(shí),有效減少銀顆粒的氧化,使太陽能電池具有高的轉(zhuǎn)換效率,形成良好的歐姆接觸,降低串聯(lián)電阻。本發(fā)明銀漿還可以采用加熱或者紫外光輻照方式進(jìn)行固化;可以用于太陽能電池和電子產(chǎn)品電路的構(gòu)建。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點(diǎn)來看,均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外,應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述,但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體,各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。