本發(fā)明涉及硅太陽能電池用電極銀漿領(lǐng)域，具體說是一種背鈍化硅太陽能電池(perc)用正電極銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：太陽能作為一種清潔能源，在人類社會的能源結(jié)構(gòu)中扮演著越來越重要的角色。相較于傳統(tǒng)的化石燃料，太陽能具有取之不盡、用之不竭的特點，并且在使用過程中不會產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。晶體硅太陽能電池作為一種利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的半導(dǎo)體器件，通過制絨、擴(kuò)散、刻蝕、鍍膜、印刷電極、燒結(jié)等工藝制備而成，當(dāng)太陽光照射到其表面時，會在p-n結(jié)的作用下形成空穴-電子對，并在內(nèi)建電場的影響下，分別流向p區(qū)和n區(qū)，接通外部荷載后形成電流。近年來，人們在不斷追求高轉(zhuǎn)換效率的過程中，發(fā)現(xiàn)背鈍化電池(perc)是一種比較容易實現(xiàn)量產(chǎn)的高效電池結(jié)構(gòu)，通過在電池背面增加絕緣鈍化層，降低光生載流子在背面的復(fù)合，增強(qiáng)光線在硅基背面反射，從而提高了電池片的開路電壓和短路電流，提升電池效率。perc電池的工藝流程與常規(guī)電池不同的地方在于刻蝕后在電池片背光面沉積一層5～20nm的氧化鋁鈍化膜并進(jìn)行退火，隨后按順序在正面鍍一層80～100nm的sinx膜，起鈍化和降低光反射的作用，在背面鍍一層80～100nm的sinx膜，起保護(hù)氧化鋁膜及增強(qiáng)鈍化的效果，最后背面激光刻槽，印刷正背面漿料和燒結(jié)。由于常規(guī)燒結(jié)溫度會導(dǎo)致perc電池背鈍化層的h原子轉(zhuǎn)化為h2溢出，破壞鈍化效果，因此，通常會降低燒結(jié)溫度，以達(dá)到保護(hù)背面鈍化層的目的。現(xiàn)有市場上主流正銀漿料低溫?zé)Y(jié)窗口窄，降低燒結(jié)溫度會影響到漿料中玻璃料對sinx的刻蝕效果、銀線的燒結(jié)質(zhì)量和歐姆接觸的形成，最終會使得轉(zhuǎn)換效率下降。因此，為適應(yīng)perc電池的特殊燒結(jié)工藝，有必要開發(fā)一種燒結(jié)窗口寬，低溫?zé)Y(jié)性能良好的正電極銀漿。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿及其制備方法，燒結(jié)窗口寬，低溫?zé)Y(jié)性能良好。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿，按質(zhì)量百分比含量計，包括3％～15％的有機(jī)載體，80％～95％的銀粉和1％～5％的無機(jī)玻璃料；所述無機(jī)玻璃料由pb-v-te玻璃和bi-w-si玻璃復(fù)配得到；所述銀粉由第一銀粉和第二銀粉復(fù)配得到。作為改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述無機(jī)玻璃料由70％～90％的pb-v-te玻璃和10％～30％的bi-w-si玻璃混合得到。作為改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述pb-v-te玻璃包括30％～60％的pbo，10％～30％的v2o5，10％～30％的teo2，5～20％的bi2o3，5％～10％的b2o3，1％～10％的wo3和1％～10％的sio2；所述bi-w-si玻璃包括45％～75％的bi2o3，5％～20％的wo3，5％～15％的zno，1～10％的sio2，1％～10％的al2o3，1％～5％的mgo，1％～5％的cao和1％～5％的teo2。作為改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述銀粉由60％～95％的第一銀粉和5％～40％的第二銀粉復(fù)配得到。作為改進(jìn)，所述第一銀粉為d50在1μm～3μm，d100小于10μm的球形銀粉；所述第二銀粉為d50在100nm～300nm，d100小于500nm的球形銀粉。作為改進(jìn)，所述有機(jī)載體包括80～90％溶劑、1％～10％樹脂、1％～5％分散劑、0.5％～5％觸變劑。另外，本發(fā)明還提供了一種pb-v-te玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將pbo、v2o5、teo2、bi2o3、b2o3、wo3和sio2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝中；2)將裝有上述氧化物的鉑金坩堝放入高溫?zé)Y(jié)爐中，在700℃～1000℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機(jī)將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機(jī)中球磨，得到粒徑滿足要求的pb-v-te玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了一種bi-w-si玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將bi2o3、wo3、zno、sio2、al2o3、mgo、cao和teo2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝容器中；2)將裝有上述氧化物混合物的鉑金坩堝放入高溫?zé)Y(jié)爐中，在1000℃～1200℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機(jī)將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機(jī)中球磨，得到粒徑滿足要求的bi-w-si玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了一種所述正電極銀漿的制備方法，包括以下步驟：1)將pb-v-te玻璃粉和bi-w-si玻璃粉按設(shè)計比例混合均勻，得無機(jī)玻璃料；2)將第一銀粉和第二銀粉按比例充分混合均勻；3)將上述各自混合均勻無機(jī)玻璃料和銀粉按照設(shè)計比例放入v型混料機(jī)中，得到混合均勻的無機(jī)粉體；4)將溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑按比例在玻璃反應(yīng)釜中混合后加熱至80℃～100℃，均勻攪拌并保溫1～2小時至組分充分溶解，得到有機(jī)載體；5)將上述混合均勻的無機(jī)粉體添加到有機(jī)載體中，在三輥機(jī)上進(jìn)行反復(fù)研磨，得到細(xì)度小于10μm、粘度在200pa·s～350pa·s的正電極銀漿。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的正電極銀漿通過優(yōu)化不同粒徑銀粉之間的配比和玻璃料的化學(xué)成分得到。一方面，通過引入一定比例的納米銀粉，提高了銀粉體系的燒結(jié)活性，改善低溫?zé)Y(jié)下銀柵線的致密性；另一方面，通過調(diào)整玻璃料的軟化溫度、粘度和表面張力，提高玻璃液的流動性和潤濕能力，保證玻璃液對正面減反射層的刻蝕能力，同時也提高了對銀粉的熔融和再析出能力，銀納米膠體粒子在硅片表面的析出有助于促進(jìn)玻璃層與硅片形成良好的歐姆接觸，提高轉(zhuǎn)換效率；再者，引入第二組分玻璃粉，增強(qiáng)玻璃層與硅基體的結(jié)合強(qiáng)度，使得漿料在燒結(jié)后具備更高的焊接拉力，提高了太陽能電池的使用壽命。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿，按質(zhì)量百分比含量計，包括3％～15％的有機(jī)載體，80％～95％的銀粉和1％～5％的無機(jī)玻璃料；所述無機(jī)玻璃料由pb-v-te玻璃和bi-w-si玻璃復(fù)配得到；所述銀粉由第一銀粉和第二銀粉復(fù)配得到。作為實施例的改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述無機(jī)玻璃料由70％～90％的pb-v-te玻璃和10％～30％的bi-w-si玻璃混合得到。作為實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述pb-v-te玻璃包括30％～60％的pbo，10％～30％的v2o5，10％～30％的teo2，5～20％的bi2o3，5％～10％的b2o3，1％～10％的wo3和1％～10％的sio2；所述pb-v-te玻璃粉中，pbo為低熔點氧化物，可以使玻璃具備較低的軟化溫度，同時也是使玻璃具備良好的熔銀能力以及對sinx刻蝕能力的關(guān)鍵組分；teo2和v2o5有助于保護(hù)硅基體表面免受過度腐蝕，緩解玻璃液對硅片表面的破壞；b2o3和sio2均為玻璃形成體氧化物，增強(qiáng)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高體系的成玻能力；wo3為表面活性物質(zhì)，用于降低玻璃液的表面張力，提高其對硅片表面的潤濕能力；bi2o3用于部分取代pbo的用量，改善玻璃料對硅片表面的過度腐蝕；所述bi-w-si玻璃包括45％～75％的bi2o3，5％～20％的wo3，5％～15％的zno，1～10％的sio2，1％～10％的al2o3，1％～5％的mgo，1％～5％的cao和1％～5％的teo2；所述bi-w-si玻璃粉中，bi2o3為低熔點氧化物，搭配少量teo2，使得該玻璃體系具備較低的熔點，但又不會對硅片表面造成較大的損傷；sio2和al2o3的引入可以增強(qiáng)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，wo3可以降低玻璃液的表面張力，有助于形成均勻的玻璃層，zno、cao、mgo則用于調(diào)節(jié)玻璃粉的熱膨脹系數(shù)和高溫粘度。作為實施例的改進(jìn)，按質(zhì)量百分比含量計，所述銀粉由60％～95％的第一銀粉和5％～40％的第二銀粉復(fù)配得到。所述第一銀粉為d50在1μm～3μm，d100小于10μm的球形銀粉；所述第二銀粉為d50在100nm～300nm，d100小于500nm的球形銀粉。作為實施例的改進(jìn)，所述有機(jī)載體包括溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑。其中，溶劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80～90％，包括丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、二乙二醇單丁醚和二乙二醇單丁醚醋酸酯中的一種或幾種；樹脂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％～10％，包括乙基纖維素、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂中的一種或幾種；分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～5％，包括松香樹脂、脂肪酸聚乙二醇酯、聚丙烯酰胺中的一種或幾種；觸變劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％～5％，包括酰胺蠟、改性蓖麻油中的一種或兩者混合。另外，本發(fā)明還提供了一種pb-v-te玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將pbo、v2o5、teo2、bi2o3、b2o3、wo3和sio2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝中；2)將裝有上述氧化物的鉑金坩堝放入高溫?zé)Y(jié)爐中，在700℃～1000℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機(jī)將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機(jī)中球磨，得到粒徑滿足要求的pb-v-te玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了bi-w-si玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將bi2o3、wo3、zno、sio2、al2o3、mgo、cao和teo2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝容器中；2)將裝有上述氧化物混合物的鉑金坩堝放入高溫?zé)Y(jié)爐中，在1000℃～1200℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機(jī)將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機(jī)中球磨，得到粒徑滿足要求的bi-w-si玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm?？梢岳斫獾模鲜霾襟E中所使用的氧化物，可以以能分解為相應(yīng)氧化物的各種硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氟化物所替代。另外，本發(fā)明還提供了一種所述正電極銀漿的制備方法，包括以下步驟：1)將pb-v-te玻璃粉和bi-w-si玻璃粉按設(shè)計比例混合均勻，得無機(jī)玻璃料；2)將第一銀粉和第二銀粉按比例充分混合均勻；3)將上述各自混合均勻無機(jī)玻璃料和銀粉按照設(shè)計比例放入v型混料機(jī)中，得到混合均勻的無機(jī)粉體；4)將溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑按比例在玻璃反應(yīng)釜中混合后加熱至80℃～100℃，均勻攪拌并保溫1～2小時至組分充分溶解，得到有機(jī)載體；5)將上述混合均勻的無機(jī)粉體添加到有機(jī)載體中，在三輥機(jī)上進(jìn)行反復(fù)研磨，得到細(xì)度小于10μm、粘度在200pa·s～350pa·s的正電極銀漿。結(jié)合以上所述組分、含量及方法，本發(fā)明采用的具體實施例如下。其中，為描述方便，玻璃粉1為pb-v-te玻璃，玻璃粉2為bi-w-si玻璃。實施例一按表格1中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表1實施例一各組分比例實施例二按表格2中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表2實施例二各組分比例實施例三按表格3中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表3實施例三各組分比例實施例四按表格4中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表4實施例四的各組分比例實施例五按表格5中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表5實施例五各組分比例實施例六按表格6中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機(jī)載體，并進(jìn)一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表6實施例六各組分比例上述實施例一至實施例六中電池片的烘干燒結(jié)溫度如表7：表7正電極烘干及燒結(jié)溫度溫區(qū)1溫區(qū)2溫區(qū)3溫區(qū)4溫區(qū)5溫區(qū)6溫區(qū)7溫區(qū)8溫區(qū)9330℃360℃370℃330℃505℃520℃530℃545℃815℃對上述實施例一至實施例六中，所制得的電池片進(jìn)行電性能和焊接拉力測試，測試結(jié)果如下表8：表8正電極的電性能及拉力性能表8可以反映出，隨著玻璃粉1用量的逐漸降低，玻璃粉2用量的逐漸提高，電池片的焊接拉力呈現(xiàn)逐步增加的趨勢，最高可達(dá)3.1n/mm。但是，隨著無鉛玻璃粉2的用量增加，串聯(lián)電阻呈現(xiàn)先降低后提升的基本趨勢，相應(yīng)的，光電轉(zhuǎn)換效率也是先增加后降低。本發(fā)明的正電極銀漿通過優(yōu)化不同粒徑銀粉之間的配比和玻璃料的化學(xué)成分得到。一方面，通過引入一定比例的納米銀粉，提高了銀粉體系的燒結(jié)活性，改善低溫?zé)Y(jié)下銀柵線的致密性；另一方面，通過調(diào)整玻璃料的軟化溫度、粘度和表面張力，提高玻璃液的流動性和潤濕能力，保證玻璃液對正面減反射層的刻蝕能力，同時也提高了對銀粉的熔融和再析出能力，銀納米膠體粒子在硅片表面的析出有助于促進(jìn)玻璃層與硅片形成良好的歐姆接觸，提高轉(zhuǎn)換效率；再者，引入第二組分玻璃粉，增強(qiáng)玻璃層與硅基體的結(jié)合強(qiáng)度，使得漿料在燒結(jié)后具備更高的焊接拉力，提高了太陽能電池的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12