本發(fā)明涉及太陽能電池的正面金屬化技術領域,尤其是一種低燒結溫度的光伏導電油墨。
背景技術:
p型晶硅太陽能電池的制造一般是:1)將單晶或多晶型硅片經(jīng)清洗和擴散,在硅片上形成p-n結;2)在形成p-n結的發(fā)射極上用化學氣相沉積的方法制備70nm左右的氮化硅減反射膜,以降低太陽光的反射;3)采用絲網(wǎng)印刷的方式將油墨印制在電池片的表面,經(jīng)燒結后形成電極,以導出電子。
目前的常規(guī)太陽能電池制備工藝中,所用絲網(wǎng)印刷的油墨燒結溫度為780℃—800℃,隨著電池技術的進一步發(fā)展和降低能源消耗的需求,需要能夠降低燒結溫度的油墨。本發(fā)明的目標既是為實現(xiàn)上述要求,按照要求制備的油墨燒結溫度比現(xiàn)有常規(guī)油墨降低50℃—100℃。
技術實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有的所用絲網(wǎng)印刷的油墨燒結溫度過高的不足,本發(fā)明提供了一種低燒結溫度的光伏導電油墨。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種低燒結溫度的光伏導電油墨,包括導電粉末、玻璃粉末、有機載體和助劑,所述導電粉末為金、銀、鈀、鉑、銠、釕中的一種或幾種元素的合金粉末,導電粉末包括納米粉末和微米粉末,納米粉末和微米粉末兩者的比例為1:99~5:95。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括納米粉末的粒徑為10nm~50nm。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括微米粉末的粒徑為1μm~3μm。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括導電粉末在油墨中的質量含量為85%~95%。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括玻璃粉末為鉛-碲-鋅-銅系玻璃粉末。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括玻璃粉末還包含有硅、鈉、鋰、鉍、鎢、磷、鎂、鋁、鉀、硼元素中一種或幾種。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括玻璃粉末的粒徑范圍為0.5μm~1.0μm。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括玻璃粉末在油墨中的質量含量為1.0%~3.0%。
本發(fā)明的有益效果是,本導電油墨具有非常優(yōu)秀的低溫燒結性能,燒結溫度比現(xiàn)有常規(guī)油墨降低50℃~100℃,降低了能源消耗的需求,減少了對環(huán)境的污染。
具體實施方式
一種低燒結溫度的光伏導電油墨,包括導電粉末、玻璃粉末、有機載體和助劑,油墨中的導電粉末經(jīng)燒結后,粉末顆粒熔化互相連接形成導電網(wǎng)絡,從而達到導電的目的。而摻雜納米粉末,在燒結過程中,納米粉末可以在低溫區(qū)提前熔化,從而可以有效降低油墨的燒結溫度。本發(fā)明中的導電粉末可以是金、銀、鈀、鉑、銠、釕的單質粉末或者上述幾種元素的合金粉末。該粉末由粒徑為10nm~50nm的納米粉和1μm~3μm的微米粉的混合;其中兩種粉末的比例為1:99~5:95。導電粉末占油墨中的質量含量為85%~95%,優(yōu)選為88%~92%。
由于銀具有相對較低的成本優(yōu)勢和良好的導電性能,因此在本發(fā)明實施方案中,油墨中的導電粉末選為銀粉。
導電油墨中還包含有玻璃粉末,在其它傳統(tǒng)導電油墨中,玻璃粉末的作用主要是將燒結膜層粘附在基體上面,光伏用正銀油墨除具有上述功能外,還具有腐蝕減反射膜,使膜層與基體形成歐姆接觸的作用,因此對電池的性能有至關重要的作用。
本發(fā)明所用的玻璃粉末是一種鉛-碲-鋅-銅系玻璃粉末,還包含有硅、鈉、鋰、鉍、鎢、磷、鎂、鋁、鉀、硼等元素中的一種或幾種,其中鉛元素質量含量為20%~40%,碲元素質量含量為40%~60%;鋅元素質量含量為2%~10%,銅元素的質量含量為2%~10%,其它元素的質量為1%~10%。
玻璃的制備采用行業(yè)內的配料、混料、熔煉、淬火、球磨等常規(guī)制備工藝,經(jīng)上述工藝制備的玻璃粉末,粒徑范圍是0.5μm~1.0μm,在油墨中的質量含量為1.0%~3.0%,優(yōu)選為2.0%~2.6%。
本發(fā)明中的油墨用的有機載體采用行業(yè)通用有機載體體系即可達成目標,助劑也可選擇行業(yè)內通用的流平劑、消泡劑、觸變劑等材料。
將上述類別材料按比例稱量后,采用行業(yè)內通用的三輥研磨機研磨工藝,制備出油墨,即得到一種低燒結溫度的導電油墨。
實施例一:
按如下比例稱量原料:
銀粉88%;
玻璃粉2.5%;
有機載體和助劑9.5%;
銀粉中,粒徑30nm的銀粉質量含量為2%,粒徑1.8μm的銀粉質量含量為86%。包含鈉、鉀、磷元素的鉛-碲-鋅-銅玻璃的制備方法為:將30%質量含量的氧化鉛、55%質量含量的二氧化碲、6%質量含量的氧化鋅、3%質量含量的氧化銅、2%質量含量的碳酸鈉、3%質量含量的碳酸鉀、1%質量含量的五氧化二磷按要求稱量并混合,在1100℃馬弗爐中保溫1小時,取出后迅速倒入冷去離子水中淬火,之后使用砂磨機細化至平均粒徑為0.8μm。有機載體和助劑使用常規(guī)丁基卡必醇-乙基纖維素體系,并添加分散劑和觸變劑。
將上述材料按比例稱量后,手工初步分散,然后使用三輥研磨機研磨8~10遍。得到所需要的油墨材料。
實施例二:
按如下比例稱量原料
銀粉89%;
玻璃粉2.4%;
有機載體7.3%;
氫化蓖麻油0.5%;
byk1100.8%;
銀粉選擇粒徑20nm的顆粒質量含量為1%,粒徑2.0μm的銀粉質量含量為88%。玻璃粉選用與實施例1相同型號的材料。
將上述材料按比例稱量后,手工初步分散,然后使用三輥研磨機研磨8~10遍。得到所需要的油墨材料。
以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的,而非限制性的,本領域普通技術人員理解,在不脫離所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下,可做出許多修改、變化或等效,但都將落入本發(fā)明的保護范圍內。