專(zhuān)利名稱：一種無(wú)機(jī)玻璃粉及其制備方法、一種導(dǎo)電漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)機(jī)玻璃粉及其制備方法，以及含有該無(wú)機(jī)玻璃粉的晶體硅太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電漿料屬于電子信息材料之一，同時(shí)也是制作晶體硅太陽(yáng)能電池的主要輔助材料，在晶體硅太陽(yáng)能電池材料成本中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。硅太?yáng)能電池是一種取之不竭的綠色環(huán)?？稍偕茉?，當(dāng)前國(guó)際研究非常活躍。導(dǎo)電漿料的組成、制作、印刷以及燒結(jié)工藝都對(duì)太陽(yáng)電池的性能有著很大的影響。導(dǎo)電漿料一般由導(dǎo)電材料，無(wú)機(jī)玻璃粉，有機(jī)載體混合研磨而成，漿料燒結(jié)后的殘留物對(duì)硅基體材料的附著力的好壞是評(píng)價(jià)漿料性能的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)際大公司以及我國(guó)的一些研究所和漿料制造廠家的產(chǎn)品，印刷在晶體硅太陽(yáng)電池上，燒結(jié)時(shí)峰值溫度一般在900°C左右，并且溫度窗口很窄，獲得的金屬膜與硅基體的附著強(qiáng)度也不是很高。尤其是背面銀漿，燒結(jié)后得到的金屬銀層，在其表面焊接互連條(焊帶)后做拉力測(cè)試，其強(qiáng)度往往在3N (牛)以下，脫離層為金屬銀層和硅基層。至于背面鋁導(dǎo)電漿料，雖然鋁膜的附著力測(cè)試一般能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但其表面粗糙，在一定程度上影響后續(xù)的組件工藝，制得的電池光電轉(zhuǎn)換效率也不高。目前晶體硅太陽(yáng)電池通用的導(dǎo)電漿料是由導(dǎo)電金屬粉體、玻璃粉、有機(jī)載體等攪拌研磨而成。常用的導(dǎo)電粉體為銀粉或者鋁粉。導(dǎo)電漿料經(jīng)過(guò)烘干燒結(jié)后，留在硅片上的則為金屬與玻璃組成的無(wú)機(jī)混合體。金屬粉熔融連接形成導(dǎo)電相。因此，在隧道爐的高溫?zé)Y(jié)階段，玻璃粉首先熔融，對(duì)導(dǎo)電金屬粉形成浸潤(rùn)，并填充入金屬粉顆粒之間形成的空隙中。秘硼娃體系的玻璃在熔融時(shí)的表面張力一般在(200-300)*10_3N/m,與熔融金屬的表面張力相近。但是由于金屬表面有時(shí)容易形成氧化物膜層(如鋁粉)，造成其表面張力急劇下降，因此熔融玻璃粉的表面張力大于金屬表面張力，從而出現(xiàn)玻璃對(duì)金屬的不潤(rùn)濕現(xiàn)象。W02003025945 通過(guò)在漿料中添加 0.l_10wt% 的 Fe203、Fe0、Mn0、Cu20 這類(lèi)氧化物，達(dá)到既可降低接觸電阻，又能具有滿足應(yīng)用要求的電極玻璃強(qiáng)度的目的。但是這類(lèi)氧化物中的金屬離子屬于過(guò)渡金屬離子，在硅材料中的擴(kuò)散速度很快，很容易在燒結(jié)時(shí)擴(kuò)散入硅中，形成硅基體內(nèi)的雜質(zhì)能級(jí)，從而造成少子壽命的降低，因而電池光電轉(zhuǎn)化效率降低。CN1877864A公開(kāi)了一種太陽(yáng)電池鋁導(dǎo)電漿料以及制備方法，該專(zhuān)利采用在鋁漿料中添加金屬I(mǎi)n (銦)、Ga (鎵)、TL (鉈)功能元素來(lái)提高光電轉(zhuǎn)化效率，采用該種漿料燒結(jié)后的電池片具有光電轉(zhuǎn)化率高、導(dǎo)電性好，對(duì)硅基體附著牢固的特點(diǎn)。鋁膜表面光滑，不起鋁珠，不起皰，但該類(lèi)金屬粉體作為添加物，來(lái)源困難，價(jià)格昂貴，并且金屬鉈有劇毒，這樣對(duì)降低漿料成本及操作人員的健康極為不利
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決晶體硅太陽(yáng)電池用導(dǎo)電漿料燒結(jié)后的膜層和硅基體附著力強(qiáng)度不高的問(wèn)題，進(jìn)一步提高金屬膜層對(duì)硅的附著力，本發(fā)明提供了一種無(wú)機(jī)玻璃粉，其組分為 MFx-Bi2O3-B2O3-SiO2-ZnO,當(dāng) X=2 時(shí)，M 為 Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn 中的一種或多種；當(dāng)X=3時(shí)，M為Al、Ga、In中的一種或多種；當(dāng)X=4時(shí)，M為T(mén)i或Zr。金屬氟化物在熔融狀態(tài)下具有游離的氟離子，并且氟離子可作為網(wǎng)絡(luò)破壞體而參與成鍵，導(dǎo)致熔融玻璃的密度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，表面活性增大，因此對(duì)鋁粉表面的氧化鋁的潤(rùn)濕能力大大增強(qiáng)。本發(fā)明還提供了上述無(wú)機(jī)玻璃粉的制備方法，包括以下步驟:步驟1，將MFX、Bi203、B2O3> SiO2, ZnO混合均勻后，預(yù)熱，熔煉，水淬過(guò)濾得玻璃珠；步驟2，將步驟I得到的玻璃珠與氧化鋯球、去離子水混合球磨，過(guò)濾，烘干，得無(wú)機(jī)玻璃粉。MFx為金屬氟化物，當(dāng)X=2 時(shí)，M 為 Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn 金屬；當(dāng) X=3 時(shí)，M 為 Al、Ga、In 金屬;當(dāng) X=4 時(shí)，M 為 Ti或Zr金屬。本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉，無(wú)機(jī)玻璃粉，有機(jī)載體，其中，所述無(wú)機(jī)玻璃粉為本發(fā)明所提供的無(wú)機(jī)玻璃粉。另外，本發(fā)明還提供了上述種晶體硅太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料的制備方法，包括步驟:將有機(jī)載體、無(wú)機(jī)玻璃粉、導(dǎo)電金屬粉混合研磨，得所述導(dǎo)電漿料。本發(fā)明所提供的無(wú)機(jī)玻璃粉對(duì)金屬粉和硅基體都具有良好的浸潤(rùn)性，含有一定量該無(wú)機(jī)玻璃粉的導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷到單晶或多晶硅太陽(yáng)能電池上燒結(jié)成膜后，硅與導(dǎo)電金屬的結(jié)合層致密、均勻，形成的金屬膜對(duì)硅基體的附著強(qiáng)度高，外觀良好，并且漿料的燒結(jié)峰值溫度低，能耗小，獲得的電池光電轉(zhuǎn)換效率高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種無(wú)機(jī)玻璃粉，其組分為MFx-Bi2O3-B2O3-SiO2-ZnO15 MFx為金屬氟化物，當(dāng)X=2時(shí),M為Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn金屬；當(dāng)X=3時(shí),M為Al、Ga、In金屬；當(dāng)X=4時(shí)，M為T(mén)i或Zr金屬?？紤]到金屬氟化物MFx來(lái)源難易與成材料成本問(wèn)題，本發(fā)明氟化物優(yōu)選為CaF2、MgF2、ZnF2、AlF3、ZrF4中的一種或多種，進(jìn)一步優(yōu)選為CaF2和/或MgF2。本發(fā)明所述無(wú)機(jī)玻璃粉組成中添加 的氟化物可以是以上金屬氟化物中的一種或幾種組成的混合物。本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)玻璃粉采用無(wú)鉛的MFx-Bi2O3- B2O3-SiO2-ZnO體系，優(yōu)選地，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉的總重量為基準(zhǔn)，所述MFx占2.0-30wt%, Bi2O3占20_80wt%，B2O3占
5.0-30wt%, SiO2占3.0-25wt%, ZnO占2.0_20wt%。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)玻璃粉中，MFx在玻璃粉總成分組成中占2.0-35wt%,小于2.0wt%則不利于有效降低玻璃粉的表面張力；大于35wt%則不利于與其它氧化物形成玻璃相或性能均一的玻璃。優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)玻璃粉中還含Al2O3，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉的總重量為基準(zhǔn)，所述 Al2O3 占 0-15wt%o優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)玻璃粉中還含CaO，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉的總重量為基準(zhǔn)，所述 CaO 占 0-8.0wt%o優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)玻璃粉中還含MgO，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉的總重量為基準(zhǔn)，所述 MgO 占 0-8.0wt%。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)玻璃粉粒徑D5tl為0.2-6.0 μ m。當(dāng)無(wú)機(jī)玻璃粉粒徑D50 < 0.2 μ m時(shí)，則玻璃粉熔點(diǎn)降低使玻璃粉在燒結(jié)時(shí)流失嚴(yán)重，若漿料為鋁漿則還會(huì)導(dǎo)致其對(duì)鋁粉表面氧化物膜的熔蝕作用太強(qiáng)，以致漿料燒結(jié)后形成的金屬膜水煮性能不良，除此之外,還會(huì)增加球磨時(shí)間,增加工藝成本；當(dāng)無(wú)機(jī)玻璃粉粒徑D5tl >6.0 μ m時(shí)，則玻璃粉之間在燒結(jié)熔融時(shí)容易形成較大空隙，從而導(dǎo)致玻璃粉對(duì)導(dǎo)電金屬的連接、拉緊作用減弱，降低電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明還提供了一種無(wú)機(jī)玻璃粉制備方法，包括以下步驟:步驟1，將MFX、Bi203、B203、SiO2, ZnO混合均勻后，升溫預(yù)熱保溫，再升溫熔煉，水淬過(guò)濾得玻璃珠；步驟2，將步驟I得到的玻璃珠與氧化鋯球、去離子水混合球磨，過(guò)濾，烘干，得本發(fā)明所述無(wú)機(jī)玻璃粉。MFx為金屬氟化物，當(dāng)X=2時(shí)，M為Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn金屬；當(dāng)X=3時(shí)，M為Al、Ga、In金屬；當(dāng)X=4時(shí)，M為T(mén)i或Zr金屬。上述無(wú)機(jī)玻璃粉制備方法可具體描述為:將MFx金屬氟化物粉末與上述氧化物粉末按一定比例混合均勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到500-600°C保溫0.5-lh，再升至1200-1300°c熔煉l_2h，水淬過(guò)濾，得到的玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比例，氧化錯(cuò)球:玻璃珠:去離子水=4:0.8-1.2:0.6-0.8,罐速250-400r/min,球磨6_8h,過(guò)濾后烘干，再干磨0.2-1.0h，干磨時(shí)氧化鋯球與玻璃粉的質(zhì)量比為1:1.0-3.0，得到中粒徑D50處在0.2-6.0 μ m的無(wú)機(jī)玻璃粉。本發(fā)明的發(fā)明者通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在熔制玻璃粉時(shí)，添加一定量的金屬氟化物于玻璃中，可顯著降低制得的玻璃粉的表面張力，增加熔融玻璃的潤(rùn)濕能力，從而，在燒結(jié)的峰值階段，可使玻璃液迅速浸潤(rùn)金屬粉表面，對(duì)金屬粉體顆粒之間進(jìn)行填充，同時(shí)，玻璃液也可對(duì)硅基底形成有效浸潤(rùn)。這樣，形成的硅金屬合金層的厚度增加，金屬顆粒存在的空洞也將大大減少。硅-玻璃-金屬三者的結(jié)合更加密實(shí)均勻，因此金屬膜對(duì)硅基底的附著力強(qiáng)度也將大大增加，同時(shí)降低了接觸電阻，本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)玻璃粉對(duì)金屬的作用效果顯著增加，使得導(dǎo)電漿料還可以在較低的溫度下燒結(jié)，得到的金屬膜層表面光滑，外觀良好，獲得的太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率也高。本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉，無(wú)機(jī)玻璃粉，有機(jī)載體，其中，所述無(wú)機(jī)玻璃粉為本發(fā)明提供的無(wú)機(jī)玻 璃粉。上述導(dǎo)電漿料中的有機(jī)載體由乙基纖維素或者改性酚醛、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂溶解于混合溶劑組成，并向其中添加一部分助劑(如潤(rùn)滑劑，觸變劑)。以所述有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，所述乙基纖維素占2.0-20wt%,所述混合溶劑占60-95wt%，所述助劑占0.2- 5.0wt%。潤(rùn)滑劑可由十六醇、十八醇組成；觸變劑為聚酰胺蠟粉和/或氫化蓖麻油。本發(fā)明所述有機(jī)載體中的混合溶劑優(yōu)選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松節(jié)油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、檸檬酸三丁酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯中的兩種或兩種以上。本發(fā)明還提供了一種晶體硅太陽(yáng)電池用導(dǎo)電漿料的制備方法，包括步驟:邊攪拌有機(jī)載體邊加入無(wú)機(jī)玻璃粉，攪拌下分多次加入導(dǎo)電金屬粉，全部加完后高速攪勻，得本發(fā)明所述導(dǎo)電漿料。上述晶體硅太陽(yáng)電池用導(dǎo)電漿料的制備方法可以具體描述為:步驟(I)JfMFx金屬氟化物粉末與Bi203、B2O3、SiO2等氧化物粉末按一定比例混合均勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到500-600°C保溫0.5-lhh，再升至1200-1300°C，熔煉0.5_lh，水淬過(guò)濾，得到的玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比例，氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=4:0.8-1.2:
0.6-0.8,罐速250_400r/min,球磨6_8h,過(guò)濾后烘干，再干磨0.2-1.0h,干磨時(shí)氧化錯(cuò)球與玻璃粉的質(zhì)量比為1: 1-3，得到中粒徑D5tl處在0.2-6.0ym的無(wú)機(jī)玻璃粉；步驟(2)，將乙基纖維素、潤(rùn)滑劑、觸變劑溶解在由松油醇或其它有機(jī)溶劑所組成的混合溶劑中，在50-80 V下使其充分溶解并攪拌均勻，得到透明均一的有機(jī)載體；步驟(3)，將所得的有機(jī)載體置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入步驟(I)制得的玻璃粉，攪勻；分多次加入球型鋁粉，每次加入先攪勻，再加下一次；全部加完后，高速攪勻；再用0150的三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨15-20次，研磨細(xì)度至< 20 μ m，即可得導(dǎo)電漿料成品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，印刷有本發(fā)明制備得到導(dǎo)電漿料的晶體硅太陽(yáng)電池片，燒結(jié)后得到的金屬膜與硅基體附著牢固，燒結(jié)峰值溫度低，并且，膜層表面光滑，外觀良好，獲得的太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率也高。本發(fā)明發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入金屬氟化物對(duì)無(wú)機(jī)玻璃粉的組成進(jìn)行調(diào)整，降低其表面張力以及熔融時(shí)的高溫粘度，從而改善其對(duì)硅基體以及導(dǎo)電金屬粉的浸潤(rùn)性，降低燒結(jié)峰值溫度，并且，使其對(duì)金屬粉與硅基底的填充更加均勻密實(shí)，得到的金屬膜對(duì)硅基體的附著力牢固，膜層方塊電阻小，表面光滑，外觀良好，獲得的太陽(yáng)電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率也高。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。 實(shí)施例1
步驟 I，無(wú)機(jī)玻璃粉的制備:取 15wt% 的 CaF2,42wt% 的 Bi2O3, 25wt% 的 B2O3,10wt% SiO2,3wt%的ZnO，3.5wt%的CaO，1.5wt%的MgO，采用V型混合機(jī)混合均勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到550°C，保溫0.5h，再升至1250°C，熔煉0.5h，水淬過(guò)濾，將得到玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比例，氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=2:1:0.5，罐速100轉(zhuǎn)/分鐘，球磨72小時(shí)，過(guò)濾，烘干，得到中粒徑D50為1.5 μ m的無(wú)機(jī)玻璃粉Al ；
步驟2，有機(jī)載體的配置:按照質(zhì)量比丁基卡必醇:松油醇:丁基卡必醇醋酸酯=70:20: 10的有機(jī)溶劑混合均勻，組成漿料的混合溶劑。以載體總量為基準(zhǔn)，取90wt%的混合溶齊[J，加入8.0wt%乙基纖維素STD-4 (陶氏產(chǎn)粘度為4)，1.5wt%的氫化蓖麻油，0.5wt%十六醇，加熱到70°C，使其充分溶解，并攪拌均勻，得到均一澄清的有機(jī)載體溶液；
步驟3，導(dǎo)電漿料的制備:取占漿料總量23 七％的由步驟2得到的有機(jī)載體溶液，置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入占總量3.0wt%的上面步驟I中制得的玻璃粉，攪拌均勻。再加入中粒徑D5tl為4.5Mffl的球形鋁粉，鋁粉的添加量為總量的74wt%，分多次加入，每次加入先攪勻，再加下一次；全部加完后，高速攪勻；再用0150的三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨細(xì)度至< 20Mm。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料SI。實(shí)施例2
將實(shí)施例1中步驟I中的15wt%的CaF2改成10wt%CaF2和5wt%MgF2，制得無(wú)機(jī)玻璃粉，其余和實(shí)施例1相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S2。實(shí)施例3
將實(shí)施例1中步驟I中的CaF2的量由15wt%改為30 wt%，Bi2O3的量由45wt%改為30wt%，制得無(wú)機(jī)玻璃粉，其余和實(shí)施例1相同。
最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S3。實(shí)施例4
將實(shí)施例1中步驟I中的CaF2的量由15wt%改為2wt%，Bi2O3的量由45wt%改為55wt%，Bi2O3的量由25wt%改為28wt%，制得無(wú)機(jī)玻璃粉，其余和實(shí)施例1相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S4。實(shí)施例5
將實(shí)施例1中步驟I中的CaF2改成等量的TiF4，制得無(wú)機(jī)玻璃粉，其余和實(shí)施例1相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S5。實(shí)施例6
步驟1，將金屬氟化物和氧化物的組成改為取20wt%的CaF2, 59.5wt%的Bi2O3, 7.5wt%的B2O3, 5.0wt%的SiO2, 7.0wt%的ZnO,其余工藝與實(shí)施例1步驟I中的相同；
步驟2，有機(jī)載體的配置:按照質(zhì)量比丁基卡必醇:丁卡酯:松油醇:丁基卡必醇醋酸酯=50:30:15:5的有機(jī)溶劑混合均勻，組成漿料的混合溶劑。以載體總量為基準(zhǔn)，取85被％的混合溶劑，加入10 wt%乙基纖維素STD-100 (陶氏產(chǎn)粘度為100)，5.0wt%十六醇，加熱到750C，使其充分溶解，并攪拌均勻，得到均一澄清的有機(jī)載體溶液；
步驟3，導(dǎo)電漿料的制備:取占漿料總量38被％的由步驟2得到的有機(jī)載體溶液，置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入占總量4.0wt%的步驟I中制得的玻璃粉，攪拌均勻。再加入中粒徑D5tl為1.2Mm的球形銀粉，銀粉的添加量為總量的58wt%，高速攪勻；再用0150的三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨細(xì)度至< ΙΟμπι。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S6。實(shí)施例7
將實(shí)施例6中步驟I中的CaF2的量由20wt%改為32wt%，Bi2O3的量由59.5wt%改為47.5wt%%，制得無(wú)機(jī)玻璃粉，其余和實(shí)施例6相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電衆(zhòng)料S7。對(duì)比例I
將實(shí)施例1中步驟I中的添加的15wt%的CaF2去掉，Bi2O3的量由45wt%改為55wt%，B2O3的量由25wt%改為30wt%，制得玻璃粉，其余和實(shí)施例1相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料Dl。對(duì)比例2
與實(shí)施例6相比，將其中步驟I中的15wt%的CaF2去掉，其余氧化物組成為:70wt%的Bi2O3,15wt%的B2O3,8.0wt%的SiO2, 7.0wt%的ZnO，制得玻璃粉，其余和實(shí)施例6相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料D2。對(duì)比例3
該對(duì)比例為按專(zhuān)利CN200910045770.7公開(kāi)的方法制備無(wú)機(jī)玻璃粉:將55wt%Si02、25wt%Ba0、5wt%Li20、3 wt%Na20、3 wt%Zr02、2 wt%Ti02、0.3 wt%Co0、1.7 wt%Na3AlF6、5 wt%Al203混合均勻待用；將1000毫升氧化鋁坩堝隨爐升到1410°c，然后進(jìn)行第一次加料，相隔10分鐘后進(jìn)行第二次加料，再相隔8分鐘進(jìn)行第三次加料。共加 料三次，然后保溫40min，待玻璃液完全融化澄清后，澆入干凈的冷卻水中，淬裂成玻璃碎渣，再放入120°C左右烘箱內(nèi)烘4小時(shí)左右，烘干后玻璃碎塊再經(jīng)稱重后放入陶瓷球磨罐內(nèi)，經(jīng)24小時(shí)球磨。再過(guò)120目篩后即成待用的玻璃粉；其余步驟(步驟2和步驟3)和實(shí)施例6相同。最后制備得到太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料D3。性能測(cè)試
對(duì)上述制備得到的太陽(yáng)能電池導(dǎo)電漿料S1-S7、D1-D3進(jìn)行如下性能測(cè)試:
1、膜外觀:目測(cè)金屬膜表面狀況，是否光滑，有無(wú)可見(jiàn)孔洞或金屬皰等。2、膜方塊電阻:采用晶體硅太陽(yáng)電池片專(zhuān)用的方阻測(cè)試儀測(cè)試導(dǎo)電漿料形成的金屬膜的平均方塊電阻，單位為m Ω / 口。3、附著力:將光伏玻璃、EVA、電池片、EVA及TPT按順序疊放，并進(jìn)行層壓，用刀刻ICM寬的長(zhǎng)條，使用山度SH-100推拉力計(jì)沿45°方向?qū)ζ溥M(jìn)行拉力測(cè)試，測(cè)其單位寬度上的平均剝離力，單位為N/CM。附著力只測(cè)鋁背場(chǎng)。4、焊接強(qiáng)度:選用上海勝陌2*0.2mm錫鉛焊帶，用漢高X32-10I型助焊劑浸泡后烘干，然后在330°C對(duì)燒結(jié)好的背電極進(jìn)行手工焊接。待電池片自然冷卻后，使用山度SH-100推拉力計(jì)沿45°方向?qū)Ρ畴姌O進(jìn)行拉力測(cè)試，測(cè)其平均剝離力，單位為N。焊接強(qiáng)度只測(cè)正面及背面銀電極。5、光電轉(zhuǎn)化效率:用太陽(yáng)能電池片光電轉(zhuǎn)化效率專(zhuān)用測(cè)試儀器測(cè)試其平均光電轉(zhuǎn)化效率。將上述所得的導(dǎo)電漿料在生產(chǎn)線試用，單晶硅片規(guī)格:125*125mm，厚度為200 μ m(腐蝕前)，印刷前厚度為180 μ m,印刷絲網(wǎng)目數(shù)為200-280目，印刷重量為每片用楽:
0.9-1.lg，烘干溫度為120-150°C約3_5min。換另一面印刷正面銀漿，烘干后，過(guò)隧道爐燒結(jié)，燒結(jié)峰值溫度為840±20°C，溫度成梯度分布，燒結(jié)時(shí)間為2 min，峰值溫度時(shí)間約為2s,出爐后測(cè)試電池片的各項(xiàng)性能。配套背面銀漿采用杜邦PV505，正面銀漿采用杜邦16C，背面鋁漿采用碩禾108C。電池片的數(shù)目為200片。將背面鋁漿及背面銀漿制作得到的電池片的測(cè)試結(jié)果分別列入表I及表2中。表I
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)玻璃粉，其組分為 MFx-Bi2O3-B2O3-SiO2-ZnO,當(dāng) X=2 時(shí)，M 為 Be，Mg，Ca，Sr，Ba、Zn中的一種或多種;當(dāng)父=3時(shí)，M為Al、Ga、In中的一種或多種;當(dāng)父=4時(shí)，M為T(mén)i和/ 或 Zr。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)玻璃粉，其特征在于，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉總重量為基準(zhǔn)，所述 MFx 占 2.0-30wt%, Bi2O3 占 20-80wt%, B2O3 占 5.0-30wt%, SiO2 占 3.0-25wt%, ZnO 占2.0_20wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)玻璃粉，其特征在于，所述無(wú)機(jī)玻璃粉中還含有組分Al203、Ca0、Mg0中的一種或多種，以所述無(wú)機(jī)玻璃粉總重量為基準(zhǔn)，Al2O3占0_15wt%，Ca0占0-8.0wt%, MgO 占 0-8.0wt%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)玻璃粉，其特征在于，所述MF5^自CaF2、MgF2、ZnF2、AlF3、ZrF4中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1任意一項(xiàng)所述無(wú)機(jī)玻璃粉，所述無(wú)機(jī)玻璃粉粒徑D5tl為0.2-6.0ym0
6.一種無(wú)機(jī)玻璃粉制備方法，包括以下步驟:步驟1，將MFX、Bi203、B2O3> SiO2, ZnO混合均勻后，預(yù)熱，熔煉，水淬 過(guò)濾得玻璃珠，當(dāng)X=3時(shí)，M為Al、Ga、In中的一種或多種；當(dāng)X=4時(shí)，M為T(mén)i和/或Zr ;步驟2，將步驟I得到的玻璃珠與氧化鋯球、去離子水混合濕磨，過(guò)濾，烘干，再干磨，得權(quán)利要求1所述無(wú)機(jī)玻璃粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，步驟I中預(yù)熱到500-60(TC后保溫，保溫時(shí)間0.5-lh。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備方法，其特征在于，步驟I中預(yù)熱保溫后，再升溫至1200-1300°C熔煉，熔煉時(shí)間l_2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，濕磨時(shí)，控制質(zhì)量比，氧化鋯球:玻璃珠:去尚子水=4:0.8-1.2:0.6-0.8。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，干磨時(shí)，控制質(zhì)量比，氧化鋯球:玻璃珠=1:1_3。
11.一種導(dǎo)電衆(zhòng)料，包括導(dǎo)電金屬粉，無(wú)機(jī)玻璃粉，有機(jī)載體，其特征在于，所述無(wú)機(jī)玻璃粉為權(quán)利要求ι- ο任意一項(xiàng)所述無(wú)機(jī)玻璃粉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，以所述導(dǎo)電漿料總重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電金屬粉占50-90wt%，所述無(wú)機(jī)玻璃粉占0.5-10wt%，所述有機(jī)載體占5.0_35wt%。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述導(dǎo)電金屬粉選自銀粉、銀包銅粉、鋁粉中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述有機(jī)載體包括乙基纖維素、混合溶劑及助劑；以所述有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，所述乙基纖維素占2.0-20wt%，所述混合溶劑為60-95wt%，所述助劑占0.2-5.0wt%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)電漿料，其特征在于，所述混合溶劑選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、松節(jié)油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、檸檬酸三丁酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三丁酯中的兩種或兩種以上。
16.一種晶體硅太陽(yáng)電池用導(dǎo)電漿料的制備方法，包括步驟:將有機(jī)載體、無(wú)機(jī)玻璃粉、導(dǎo)電金屬粉混合研磨，得權(quán)利要求11-15任意一項(xiàng)所述導(dǎo)電漿料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)玻璃粉及其制備方法，其組分為MFX-Bi2O3-B2O3-SiO2-ZnO，當(dāng)X=2時(shí)，M為Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn中的一種或多種；當(dāng)X=3時(shí)，M為Al、Ga、In中的一種或多種；當(dāng)X=4時(shí)，M為T(mén)i或Zr。本發(fā)明還提供了一種導(dǎo)電漿料及其制備方法。本發(fā)明所提供的無(wú)機(jī)玻璃粉對(duì)金屬粉和硅基體都具有良好的浸潤(rùn)性，含有一定量該無(wú)機(jī)玻璃粉的導(dǎo)電漿料采用絲網(wǎng)印刷到單晶或多晶硅太陽(yáng)能電池上燒結(jié)成膜后，硅與導(dǎo)電金屬的結(jié)合層致密、均勻，形成的鋁膜與硅基底的附著力好，銀膜與光伏焊帶的焊接強(qiáng)度高，外觀良好，并且漿料的燒結(jié)峰值溫度低，能耗小，獲得的電池光電轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)C03C12/00GK103183474SQ20111044383
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者譚偉華, 陳東鋒, 姜占鋒 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司