本發(fā)明涉及一種太陽能電池漿料及其制備方法,更具體地說，它涉及一種低光衰太陽能電池正面銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著化石能源的短缺和人們對(duì)二氧化碳排放的關(guān)注，太陽能發(fā)電技術(shù)得到了跳躍式的發(fā)展。而晶體硅太陽能電池技術(shù)作為太陽能發(fā)電技術(shù)的主體，一直備受人們的關(guān)注，其光電轉(zhuǎn)換效率不斷提升。太陽能電池的優(yōu)劣除取決于所使用的晶硅材料中的載流子濃度、分布和遷移率，還受到電池正負(fù)極電極性能的影響。其中正面電極直接影響著串聯(lián)電阻、分流電阻、填充因子和光電轉(zhuǎn)換效率，因此正面電極銀漿的質(zhì)量決定了太陽能電池的性能。導(dǎo)電銀漿主要包括三個(gè)組成部分，大部分(80～93％)的銀粉，有機(jī)載體(5～15％)和玻璃粉(0.5～8％)。在正銀銀漿中，除了主體銀粉以外，玻璃粉的組成和含量對(duì)電池片的最終效率有極為關(guān)鍵的影響。同時(shí)，銀漿中的玻璃粉成分對(duì)制成的硅基電池的柵線的可焊性和拉力有決定性的影響。柵線可焊性不好，會(huì)影響電池的產(chǎn)率和良率。而拉力達(dá)不到一定的數(shù)值，則電池?zé)o法封裝制成組件，而且會(huì)影響電池的使用壽命。目前所制備的硅基太陽能電池，尤其是單晶硅電池存在一個(gè)嚴(yán)重問題就是光致衰減(lightinduceddegradation)現(xiàn)象,降低了太陽能電池的實(shí)際使用效率。對(duì)硅基太陽能電池的光致衰減現(xiàn)象有過許多研究和討論，目前還沒有明確的結(jié)論，但主流的觀點(diǎn)認(rèn)為光衰主要是由硅單晶(或多晶)中的b-o對(duì)所引起。為降低光衰現(xiàn)象，比較有效的方法就是在硅單晶(或多晶)制備過程中用ga摻雜來替代b摻雜，從而降低b-o對(duì)在硅基體中的比例。眾多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)證明，ga摻雜確實(shí)可以有效降低光衰現(xiàn)象。但是，由于ga在硅中的偏析系數(shù)極小(k0＝0.008)，生長(zhǎng)得到的硅單晶棒電阻變化大，可利用率降低，不利于大規(guī)模推廣。因此，光伏行業(yè)急需可以大規(guī)模推廣的解決光衰問題的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低光衰太陽能電池正面銀漿及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種低光衰太陽能電池正面銀漿，其特征在于：由以下質(zhì)量百分比的成分組成：銀粉80％～93％，有機(jī)載體5％～15％，玻璃粉0.5％～6％，其中所述銀粉為純度為99.9％～99.999％，平均粒度在0.5um～10um,優(yōu)選平均粒度在0.5um～3um，所述玻璃粉為tpbg玻璃粉。作為優(yōu)選的，所述銀粉單粒形貌為球形或近球形。作為優(yōu)選的，所述有機(jī)載體包括有機(jī)載體原料和有機(jī)溶劑，所述有機(jī)載體原料包括乙基纖維素樹脂、松香樹脂、丙烯酸樹脂，所述有機(jī)溶劑包括丙二醇丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、、醚類、增塑劑和表面活性劑中的一種或多種組合。作為優(yōu)選的，所述tpbg玻璃粉的組成為：質(zhì)量百分比為30-70％的teo2，質(zhì)量百分比為5～30％的pbo,質(zhì)量百分比為5～30％的bi2o3，質(zhì)量百分比為0.1～5％的ga2o3,質(zhì)量百分比為1～10％的li2co3,質(zhì)量百分比0～5％的zno、質(zhì)量百分比為0～5％的al2o3、質(zhì)量百分比為0～5％的sio2。制備所述的低光衰太陽能電池正面銀漿的制備方法，其特征在于：包括以下步驟1)制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為10％～15％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為2％～8％松香樹脂，質(zhì)量百分比為2％～15％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為60％～90％溶劑，在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，1～2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2)制備玻璃粉：將稱量好的上述玻璃粉原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1400℃，保溫0.5～1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中淬火后，球磨至0.5～2um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3)銀漿混合：取質(zhì)量百分比為80％～93％的銀粉、質(zhì)量百分比為10％～15％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為0.5％～5％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4)銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨2～5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)相比具有：本發(fā)明涉及一種新型的碲酸鹽玻璃粉體系，該玻璃粉為te-pb-bi-ga玻璃體系，該tpbg玻璃體系采用碲鉛鉍化合物組合。在此玻璃組分中，為降低硅片的光致衰減，有意的添加一定量的ga元素，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以在有效的提高硅基電池的光電轉(zhuǎn)換效率同時(shí)降低了光致衰減率，組分配方中的鎵元素在高溫快燒過程中可以擴(kuò)散到硅基體中，以ga-o對(duì)代替b-o對(duì)，從而降低光致衰減現(xiàn)象。附圖說明圖1為本發(fā)明低光衰太陽能電池正面銀漿及其制備方法測(cè)試所得的二次離子質(zhì)譜圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明低光衰太陽能電池正面銀漿及其制備方法的實(shí)施例做進(jìn)一步說明。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種低光衰太陽能電池正面銀漿，由以下質(zhì)量百分比的成分組成：銀粉80％～93％，有機(jī)載體5％～15％，玻璃粉0.5％～6％，其中所述銀粉為純度為99.9％～99.999％，平均粒度在0.5um～10um,優(yōu)選平均粒度在0.5um～3um，玻璃粉為tpbg玻璃粉。銀粉單粒形貌為球形或近球形。本發(fā)明涉及一種新型的碲酸鹽玻璃粉體系，該玻璃粉為te-pb-bi-ga玻璃體系，該tpbg玻璃體系采用碲鉛鉍化合物組合。在此玻璃組分中，為降低硅片的光致衰減，有意的添加一定量的ga元素，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在有效的提高硅基電池的光電轉(zhuǎn)換效率同時(shí)降低了光致衰減率，組分配方中的鎵元素在高溫快燒過程中可以擴(kuò)散到硅基體中，以ga-o對(duì)代替b-o對(duì)，從而降低光致衰減現(xiàn)象有機(jī)載體包括有機(jī)載體原料和有機(jī)溶劑，有機(jī)載體原料包括乙基纖維素樹脂、松香樹脂、丙烯酸樹脂，有機(jī)溶劑包括丙二醇丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、乙二醇單丁醚醋酸酯、石油醚、、醚類、增塑劑和表面活性劑中的一種或多種組合。tpbc玻璃粉的組成為：質(zhì)量百分比為30-70％的teo2，質(zhì)量百分比為5～30％的pbo,質(zhì)量百分比為5～30％的bi2o3，質(zhì)量百分比為0.1～5％的ga2o3,質(zhì)量百分比為1～10％的li2co3,質(zhì)量百分比0～5％的zno、質(zhì)量百分比為0～5％的al2o3、質(zhì)量百分比為0～5％的sio2。制備低光衰太陽能電池正面銀漿的制備方法，其特征在于：包括以下步驟1)制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為10％～15％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為2％～8％松香樹脂，質(zhì)量百分比為2％～15％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為60％～90％溶劑，在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，1～2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2)制備玻璃粉：將稱量好的上述玻璃粉原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1400℃，保溫0.5～1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中淬火后，球磨至0.5～2um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3)銀漿混合：取質(zhì)量百分比為80％～93％的銀粉、質(zhì)量百分比為10％～15％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為0.5％～5％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4)銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨2～5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。下面是該組分在實(shí)際生產(chǎn)中的制備工藝流程：玻璃配方分組：teo2pbobi2o3ga2o3li2co3znoal2o3sio2g166.00％20.50％5.00％0.50％5.00％0.50％1.00％1.50％g250.00％30.00％11.50％1.30％3.00％2.00％0.50％1.70％g337.50％23.00％25.00％2.80％3.00％3.00％2.20％3.50％g447.00％10.00％25.00％5.00％8.00％0.50％1.00％3.50％g532.50％30.00％24.50％3.00％3.00％1.00％1.00％5.00％一：1、制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為8％松香樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為67％溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇單丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、石油醚的一種或多種混合物)在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2、制備玻璃粉：取g1配方玻璃粉，將稱量好的上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1400℃，保溫1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中水淬后，球磨至1um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3、銀漿混合：取質(zhì)量百分比為89％的銀粉、質(zhì)量百分比為8.5％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為2.5％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4、銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。二：1、制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為5％松香樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為70％溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇單丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、石油醚的一種或多種混合物)在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2、制備玻璃粉：取g2配方玻璃粉，將稱量好的上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1400℃，保溫1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中水淬后，球磨至1um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3、銀漿混合：取質(zhì)量百分比為89.5％的銀粉、質(zhì)量百分比為7.8％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為2.7％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4、銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。三：1、制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為7％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為5％松香樹脂，質(zhì)量百分比為15％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為73％溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇單丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、石油醚的一種或多種混合物)在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2、制備玻璃粉：取g3配方玻璃粉，將稱量好的上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1200℃，保溫1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中水淬后，球磨至1um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。銀漿混合：取質(zhì)量百分比為89％的銀粉、質(zhì)量百分比為8％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為3％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。3、銀漿混合：取質(zhì)量百分比為91％的銀粉、質(zhì)量百分比為6.5％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為2.5％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4、銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。四：1、制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為13％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為5％松香樹脂，質(zhì)量百分比為8％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為75％溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇單丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、石油醚的一種或多種混合物)在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2、制備玻璃粉：取g4配方玻璃粉，將稱量好的上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1200℃，保溫1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中水淬后，球磨至1um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3、銀漿混合：取質(zhì)量百分比為89.6％的銀粉、質(zhì)量百分比為8.1％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為2.3％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。4、銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，研磨至外觀細(xì)膩，均勻無明顯顆粒。用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。五：1、制備有機(jī)載體：取質(zhì)量百分比為15％乙基纖維素樹脂，質(zhì)量百分比為8％松香樹脂，質(zhì)量百分比為10％丙烯酸樹脂，加入質(zhì)量百分比為67％溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇單丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、石油醚的一種或多種混合物)在80～150℃的溫度下以邊加熱邊攪拌的方式溶解，2小時(shí)后可以得到均勻透明的有機(jī)載體。2、制備玻璃粉：取g5配方玻璃粉，將稱量好的上述原料經(jīng)混料機(jī)混合均勻后在置于高溫馬弗爐內(nèi)，溫度控制在800℃～1200℃，保溫1小時(shí)。將熔化后的玻璃熔漿倒入去離子水中水淬后，球磨至1um再經(jīng)325～400目篩網(wǎng)過篩即可得到適合的玻璃粉料備用。3、銀漿混合：取質(zhì)量百分比為90％的銀粉、質(zhì)量百分比為8％第一步中的有機(jī)載體、質(zhì)量百分比為2％第二步中的玻璃粉混合攪拌均勻。銀漿分散：將第三步中所述攪拌均勻后的原料放入三輥研磨機(jī)內(nèi)充分研磨5次，用刮板細(xì)度劑測(cè)量細(xì)度<10um，即可制成硅基太陽能電池用的銀漿漿料。將上述銀漿作為正銀漿料用360目絲網(wǎng)印刷于156x156多晶硅片上(厚度180±5um)，背面al背場(chǎng)和背面電極銀漿均使用商業(yè)化漿料，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試的電性能均值如下表：通過對(duì)比商用對(duì)比樣，可以看到在多個(gè)組分上，該系列正銀漿料均可以達(dá)到甚至超越市售產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)完全替代。從而提高現(xiàn)有正銀漿料的技術(shù)水平。在該玻璃配方中，根據(jù)元素周期表性質(zhì)相似原理，te有可能被se替代，ga有可能被in替代。同時(shí)，在玻璃粉原料，不僅限于氧化物，其他可能在燒制過程中形成該體系的化合物如含有此元素的金屬單質(zhì)，氯化物，氟化物，溴化物均應(yīng)在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。為對(duì)比光致衰減率，將上述銀漿與對(duì)比漿料作為正銀漿料用360目絲網(wǎng)印刷于156x156單晶硅片上(厚度180±5um)，背面al背場(chǎng)和背面電極銀漿均使用商業(yè)化漿料，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試的效率，然后將所制備的電池片放置于室外聯(lián)續(xù)光照96小時(shí)，測(cè)試其效率變化，如下表所示：樣品初始效率第一天第二天第三天第四天衰減率實(shí)施例319.665％19.134％19.178％19.189％19.074％3.01％ga元素的摻雜可以有效的替代b-o而形成ga-o對(duì)，從而降低光衰，在利用本發(fā)明正銀的太陽能電池硅片上，在去除銀柵線之后，利用二次離子質(zhì)譜，獲得的二次離子質(zhì)譜圖見說明書附圖圖1，可以清楚的看到ga原子在硅片本體中的摻雜與濃度分布，從而證實(shí)了上述觀點(diǎn)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12