專利名稱：一種太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法
一種太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池用材料，尤其是一種太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種綠色能源，越來越受到人們的重視?，F(xiàn)有硅基太陽能電池一般通 過將導(dǎo)電漿料印刷在硅基材上，進(jìn)行干燥和燒制制備電極或背場(chǎng)。太陽電池硅基材的正面 電極一般為負(fù)極，涂覆的導(dǎo)電漿料通常為導(dǎo)電銀漿；背面電極一般為正極，涂覆的導(dǎo)電漿料 通常為導(dǎo)電銀漿和背場(chǎng)鋁漿。導(dǎo)電漿料對(duì)太陽能電池的性能有著很大的影響。目前對(duì)導(dǎo)電 漿料的研究主要集中在(1)如何在導(dǎo)電漿料方面提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；(2)漿 料在燒結(jié)后對(duì)硅基體附著力牢固，燒結(jié)后外觀良好，不起疤、不起泡；(3)在絲網(wǎng)印刷時(shí)施 工性能好，不會(huì)漏網(wǎng)，并且儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，不易沉降、結(jié)塊。目前，第一個(gè)問題解決得比較好， 并且國內(nèi)外也已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。后兩個(gè)問題還解決得不很理想，市場(chǎng)上得到的產(chǎn)品在絲 印燒結(jié)后比較容易產(chǎn)生少許疤痕。靜置在絲網(wǎng)上容易漏網(wǎng)，并且儲(chǔ)存性能不佳。傳統(tǒng)的導(dǎo)電漿料的制備工藝是先制備作為無機(jī)粘接劑的玻璃粉，然后將導(dǎo)電性金 屬粉末(銀粉或鋁粉或其混合物粉末)、玻璃粉及有機(jī)載體的預(yù)混合，通過三輥研磨機(jī)進(jìn)行 反復(fù)研磨至一定的細(xì)度，控制好粘度，即得導(dǎo)電漿料成品。玻璃粉作為導(dǎo)電漿料的一個(gè)關(guān)鍵組成，其傳統(tǒng)工藝過程比較復(fù)雜，一般采用的工 藝是先將組成玻璃粉成分的氧化物粉末混合均勻，裝入陶瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫 預(yù)熱到500 600°C保溫0. 5h，再升至1000 1350°C，熔煉0. 5 lh，水淬，過濾并烘干至 含水小于8%，再裝入內(nèi)襯聚氨酯的球磨罐中，控制氧化鋯球、玻璃體、水的質(zhì)量，球磨24 72h，采用300 500目的不銹鋼濾網(wǎng)過濾，得到玻璃粉的含水混合物，而后在150°C烘干 24 48h，再采用粉碎機(jī)粉碎，得到粒度符合指定要求的玻璃粉。如CN101113074A公開了 一種電子漿料用無鉛玻璃粉的制備方法，其工藝過程是將氧化鉍，三氧化二硼，二氧化硅等 氧化物混合、熔制、水淬、球磨而成。采用上述制作導(dǎo)電漿料的工藝過程復(fù)雜，其中玻璃粉制作涉及設(shè)備較多，在熔制、 水淬等工藝操作時(shí)具有很大的危險(xiǎn)性，采用該類方法制得的導(dǎo)電漿料，燒結(jié)時(shí)很容易產(chǎn)生 少許疤痕，放置在絲網(wǎng)上，未進(jìn)行印刷時(shí)容易產(chǎn)生漏網(wǎng)現(xiàn)象，影響產(chǎn)品品質(zhì)；并且在保存時(shí) 極易沉降結(jié)塊，嚴(yán)重影響了導(dǎo)電漿料的使用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池使用的導(dǎo)電漿料在絲網(wǎng)印刷時(shí) 容易產(chǎn)生漏網(wǎng)以及對(duì)硅基體附著效果差的問題，特提供了一種新型太陽能電池導(dǎo)電漿料。本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池導(dǎo)電漿料中玻璃粉制作工藝復(fù) 雜、安全性低的問題，特提供了一種新的太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法。本發(fā)明提供了一種太陽能電池導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉體、一級(jí)氧化物、二級(jí)氧化物和有機(jī)載體，所述一級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D5tl為0. 5-10 μ m，所述二級(jí)氧化物粉體 的中值粒徑D5tl為10-150nm。本發(fā)明另外提供了一種太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法，包括將導(dǎo)電金屬粉、有 機(jī)載體、與中值粒徑D5tl為0. 5-10 μ m的一級(jí)氧化物粉體、中值粒徑D5tl為10-150nm的二級(jí) 氧化物粉體，混合。通過分析，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中玻璃粉、氧化物粉末和金屬(如銀、鋁)粉末共 同高溫?zé)Y(jié)時(shí)，都可以通過離子的相互滲透作用在金屬層與硅基體之間形成鍵合。但玻璃 鍵合和氧化物鍵合是兩種不同的鍵合形式，玻璃鍵合中的玻璃突起峰可穿透金屬層而在表 面突出，因此，玻璃鍵合金屬膜表面很容易有疵點(diǎn)。氧化物鍵合物質(zhì)集中，并且含量一般比 較少，因此金屬層密集不容易出現(xiàn)疤痕。可以通過氧化物的組成改變使兩種鍵合的功能等 效，并且，納米級(jí)的氧化物(本發(fā)明中的二級(jí)氧化物)與硅基片之間形成的鍵合強(qiáng)度比普通 微米級(jí)的氧化物(本發(fā)明中一級(jí)氧化物)更強(qiáng)。因此，由一級(jí)氧化物和二級(jí)氧化物組成的 混合物完全可以替代傳統(tǒng)的玻璃粉，并且通過氧化物種類及含量的調(diào)整，漿料在燒結(jié)后，在 導(dǎo)電金屬粉和硅基體之間得到更優(yōu)越的性能。本發(fā)明另一個(gè)特點(diǎn)是，本發(fā)明的太陽能電池導(dǎo)電漿料組成中含有一定量的二級(jí)氧 化物粉體，在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，在整個(gè)漿料體系中會(huì)形成一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)只有在 高剪切應(yīng)力狀態(tài)下才能夠被破壞，因此，在靜止或低剪切速度下，體系內(nèi)的物質(zhì)處網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 中，漿料的粘度很大，即使絲網(wǎng)的孔徑較大，也不容易造成漏網(wǎng)。但是，隨著切應(yīng)力的增大， 體系內(nèi)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)被破壞，切應(yīng)力的作用使得這些聚集體顆粒沿流動(dòng)方向定 向運(yùn)動(dòng)，顆粒流動(dòng)時(shí)比低剪切速率時(shí)自由，導(dǎo)電漿料粘度下降。因此，導(dǎo)電漿料具有良好的 觸變性能，成品太陽能電池導(dǎo)電漿料在長期儲(chǔ)存時(shí)，不容易發(fā)生沉降作用。在絲網(wǎng)印刷的高 強(qiáng)度剪切應(yīng)力下，則可順利地從絲網(wǎng)中漏出，從而保證太陽能電池導(dǎo)電漿料具有良好的施 工性能。本發(fā)明提供的太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)電漿料制備方法 相比，本發(fā)明的導(dǎo)電漿料制作過程中不需要制作玻璃粉，也不存在熔制、水淬工藝，直接采 用一級(jí)氧化物混合粉末替代玻璃粉，工藝過程簡(jiǎn)單，制作的導(dǎo)電漿料性能穩(wěn)定，燒結(jié)后層間 附著力良好，不容易產(chǎn)生疤痕。并且，在本發(fā)明漿料中還存在二級(jí)氧化物粉末，在進(jìn)行絲網(wǎng) 印刷時(shí)，不會(huì)漏網(wǎng)，并且不影響絲網(wǎng)印刷。另外，該太陽能電池導(dǎo)電漿料很穩(wěn)定，可長時(shí)間保 存而不出現(xiàn)沉降結(jié)塊現(xiàn)象。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，有利于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一種太陽能電池導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉體、一級(jí)氧化物、二級(jí)氧 化物和有機(jī)載體，所述的一級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D5tl為0. 5-10 μ m，所述二級(jí)氧化物的 粉的中值粒徑D5tl為10-150nm。具有該組成的導(dǎo)電漿料能很好的解決漏網(wǎng)問題，可長時(shí)間保存，并且漿料燒結(jié)后 不容易產(chǎn)生疤痕。本發(fā)明導(dǎo)電漿料中的一級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D5tl為0.2-10 μ m，優(yōu)選 為0. 5-8 μ m,該二級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D5tl為5-lOOnm，優(yōu)選為30-80nm。符合上述條件的一級(jí)以及二級(jí)氧化物粉體均可以通過商購得到，比如西隴化工股份有限公司的一級(jí)氧 化物和SIN0NAN0公司的二級(jí)氧化物。對(duì)于本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料中的導(dǎo)電金屬粉體，可以選自鋁粉、銀粉 或其兩者的混合物，其微觀形狀可以是球型或片狀，符合上述條件金屬導(dǎo)電粉可以通過商 購得到，如河南遠(yuǎn)洋公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為5. 0 μ m球形鋁粉，昆明貴金屬研究所生產(chǎn) D50小于8 μ m的球狀或片狀銀粉。具有本發(fā)明公開的組成的太陽能電池導(dǎo)電漿料具有很好的觸變性能，靜置絲網(wǎng)上 時(shí)不易漏網(wǎng)，施工性能良好，成品導(dǎo)電漿料長期儲(chǔ)存無沉降結(jié)塊現(xiàn)象。由本發(fā)明提供的太陽 能電池導(dǎo)電漿料燒結(jié)后不容易出現(xiàn)疤痕。并且得到的導(dǎo)電膜的方塊電阻也出現(xiàn)了較大程度 的降低，從而使硅太陽能電池的歐姆串聯(lián)電阻降低及填充因子的提高，導(dǎo)致太陽能電池的 光電轉(zhuǎn)換效率也有較大的提高，單晶硅電池的平均光電轉(zhuǎn)化效率大于17. 5%。本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料中，采用的一級(jí)氧化物包括一級(jí)氧化鉍，一級(jí) 三氧化二硼，一級(jí)二氧化硅，一級(jí)氧化鈣，一級(jí)氧化鋁，一級(jí)氧化鋅，還可以包括一級(jí)氧化 鉛，一級(jí)氧化鎂，一級(jí)氧化鋯，一級(jí)氧化鍶中的一種或幾種。其中，以太陽能電池導(dǎo)電漿料的 總重量為基準(zhǔn)，一級(jí)氧化物的含量占總重量的0. 5 IOwt%，優(yōu)選占總重量的1 6wt%。 需要說明的是，本發(fā)明中會(huì)出現(xiàn)如一級(jí)氧化鉍、二級(jí)氧化鉍，雖說是同種物質(zhì)，但區(qū)別點(diǎn)在 于它們的粒徑不同；一級(jí)氧化鉍的中值粒徑D5tl為0. 2-10 μ m,而二級(jí)氧化鉍的中值粒徑為 5-100nm, 一個(gè)在微米級(jí)，一個(gè)在納米級(jí)。本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料中，采用的二級(jí)氧化物包括二級(jí)氧化鉍，二級(jí) 三氧化二硼，二級(jí)二氧化硅，二級(jí)氧化鈣，二級(jí)氧化鋁，二級(jí)氧化鋅，二級(jí)氧化鎂，二級(jí)氧化 鋯，二級(jí)氧化鍶中的一種或幾種；優(yōu)選為二級(jí)二氧化硅，二級(jí)氧化鋁，二級(jí)氧化鋅中的一種 或幾種。以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料總重量為基準(zhǔn)，其中二級(jí)氧化物的含量占總重量的 0. 1 5wt%，優(yōu)選占總重量的0. 2 3wt%。上述自制得到的氧化物或?qū)щ娊饘俜鄣闹兄盗娇赏ㄟ^現(xiàn)有的測(cè)試中值粒徑的 方法和儀器進(jìn)行測(cè)試，如采用BT-9300型激光粒度分析儀測(cè)試。根據(jù)本發(fā)明，上述有機(jī)載體包括乙基纖維素、溶劑，含或不含改性酚醛或環(huán)氧樹 脂，改性酚醛樹脂可以為松香改性酚醛樹脂，如廣東德慶基信合成樹脂有限公司生產(chǎn)的 M210樹脂；或者對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹脂，如上海南大化工廠生產(chǎn)的2402樹脂。改性環(huán)氧樹 脂可以為雙酚A型環(huán)氧樹脂，如江蘇三木集團(tuán)的SM618，SM826等。上述有機(jī)載體中的各成 分含量可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，優(yōu)選情況下，以所述有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，乙基纖維素 含量為3. 0-15wt%，改性酚醛或環(huán)氧樹脂含量為0-8. Owt %，溶劑含量為80-97wt%，進(jìn)一 步優(yōu)選為乙基纖維素含量為5. O-IOwt %，改性酚醛或環(huán)氧樹脂含量為0-5. Owt %，溶劑含 量為 85-95wt%。其中，本發(fā)明的有機(jī)載體中，溶劑可以為本領(lǐng)域中常用的各種有機(jī)溶劑，優(yōu)選情況 下，溶劑為混合溶劑，由松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、丁基卡必醇、松節(jié)油、丁基卡必醇 醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯中的至少兩種混合而成。并且混合溶劑中，各成分 的含量相互之間沒有關(guān)系，只要混合溶劑總重量在其范圍內(nèi)即可。以上各種溶劑均可通過 商購得到。上述有機(jī)載體可通過如下方法制備得到，如將乙基纖維素，含或不含改性酚醛或環(huán)氧樹脂，混合溶劑在50-8(TC下混合，使乙基纖維素、含或不含改性酚醛或環(huán)氧樹脂充分 溶解并攪拌均勻，得到透明均一的有機(jī)載體。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的一級(jí)氧化物在性能上可替代玻璃粉末，并改善燒結(jié)后膜層 的外觀，使其不容易出現(xiàn)疤痕，在一級(jí)氧化物上替代少量二級(jí)氧化物粉末即可提高導(dǎo)電金 屬粉體與硅基體的附著強(qiáng)度，并且改變成品漿料的觸變性能，從而在一定程度上改善漏網(wǎng) 的問題。本發(fā)明提供的導(dǎo)電漿料，以導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電金屬粉含量為 55-85wt%，一級(jí)氧化物含量為0. 5-10wt%，二級(jí)氧化物含量為0. l_5wt %，有機(jī)載體含量 為8-35wt%。優(yōu)選情況下，導(dǎo)電金屬粉含量為60-80wt%，一級(jí)氧化物含量為l_6wt%，二級(jí) 氧化物含量為0. 2-3wt%，有機(jī)載體含量為10-30wt%。本發(fā)明還公開了一種太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法，包括將導(dǎo)電金屬粉、有機(jī) 載體、與中值粒徑D5tl為0. 5-10 μ m的一級(jí)氧化物、中值粒徑D5tl為10-150nm的二級(jí)氧化物，
混合ο優(yōu)選的，包括將至少一種以上的中值粒徑D5tl為0. 5-10 μ m的一級(jí)氧化物混合制成 的一級(jí)氧化物混合物粉末；將至少一種以上的中值粒徑D5tl為10-150nm的二級(jí)氧化物混合 制成的二級(jí)氧化物混合物粉末；再將一級(jí)氧化物混合物粉末、二級(jí)氧化物混合物粉末、導(dǎo)電 金屬粉及有機(jī)載體混合。更具體的，上述將混合氧化物粉與導(dǎo)電金屬粉及有機(jī)載體混合方式為將有機(jī)載 體置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入混合氧化物粉，攪勻；然后將混合導(dǎo) 電金屬粉分2-3次加入混合氧化物粉與有機(jī)載體的混合物中。每次加入后攪勻，再加下一 次；全部加完后，高速攪勻；最后用0 150的三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨15-20次，即可得到本發(fā)明 的太陽能電池導(dǎo)電漿料。本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料在燒結(jié)時(shí)外觀良好，不容易起疤痕，絲網(wǎng)印刷 時(shí)能避免漏網(wǎng)問題，并且可長時(shí)間保存，不存在沉降結(jié)塊現(xiàn)象；并且有該太陽能電池導(dǎo)電漿 料制備得到的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率高。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置以所需制備的有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，取39重量份的松油醇，45重量份的鄰苯 二甲酸二丁酯(DBP)，混合均勻，將16重量份的乙基纖維素溶于上述的混合溶劑中，加熱到 700C，使其充分溶解，并攪拌均勻，得到均一澄清的有機(jī)載體Al。步驟二 一級(jí)氧化物粉末的制備取70重量份的一級(jí)氧化鉍(D5tl為0. 5 μ m)，15重量份的一級(jí)三氧化二硼(D5tl為 2. 5 μ m)，8重量份的一級(jí)二氧化硅(D5tl為2. 0 μ m)，6重量份的一級(jí)氧化鋅(D5tl為1. 5 μ m)， 1重量份的一級(jí)氧化鋁(D5tl為3. 2 μ m)，加入到高速V型混合機(jī)中混合20min，至均勻，得到 一級(jí)氧化物混合物粉末。步驟三二級(jí)氧化物粉末的制備70重量份的二級(jí)二氧化硅(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為30nm)，30重量份二級(jí)氧化鋁(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為45nm)，加入到高速V型混合機(jī)中混合 20min,至均勻，得到二級(jí)氧化物粉末。步驟四太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取25重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入3重量份的一級(jí)氧化物粉末，以及1. 5 重量份的二級(jí)氧化物粉末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌lOmin。加入71. 5重量份球形鋁粉(河南遠(yuǎn)洋公司生產(chǎn)的超純鋁粉，中值粒徑D5tl為3um)， 分兩次加入，攪拌60min。再用0 150的三輥研磨機(jī)研磨15次，得到太陽能電池背場(chǎng)鋁導(dǎo)電 漿料Si。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置與實(shí)施例1相同。步驟二 一級(jí)氧化物粉末的制備取70重量份的一級(jí)氧化鉍(D5tl為10. O μ m)，15重量份的一級(jí)三氧化二硼(D5tl為 10. Oym),8重量份的一級(jí)二氧化硅(D5tl為7. 5 μ m)，6重量份的一級(jí)氧化鋅(D5tl為8. 0 μ m)， 1重量份的一級(jí)氧化鋁(D5tl為9. 6 μ m)，加入到高速V型混合機(jī)中混合20min，至均勻，得到 一級(jí)氧化物混合物粉末。步驟三二級(jí)氧化物粉末的制備70重量份的二級(jí)二氧化硅(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為30nm)，30重量 份二級(jí)氧化鋁(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為45nm)，加入到高速V型混合機(jī)中混合 20min,至均勻，得到二級(jí)氧化物粉末。步驟四太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取25重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入6重量份的一級(jí)氧化物粉末，以及0. 2 重量份的二級(jí)氧化物粉末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌lOmin。加入68. 8重量份球形鋁粉(河南遠(yuǎn)洋公司生產(chǎn)的超純鋁粉，中值粒徑D5tl為3um)， 分兩次加入，攪拌60min。再用0 150的三輥研磨機(jī)研磨15次，得到太陽能電池背場(chǎng)鋁導(dǎo)電 漿料S2。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置與實(shí)施例1相同。步驟二 一級(jí)氧化物粉末的制備取65重量份的一級(jí)氧化鉛(D5tl為6. 5 μ m)，20重量份的一級(jí)三氧化二硼(D5tl為 6. 5 μ m)，5重量份的一級(jí)二氧化硅(D5tl為3. 0 μ m)，3重量份的一級(jí)氧化鋅(D5tl為2. 0 μ m)， 4重量份的一級(jí)氧化鍶(D5tl為2. 0 μ m)，2重量份的一級(jí)氧化鈣(D5tl為2. 0 μ m)，1重量份的 一級(jí)氧化鋁(D5tl為3. 2 μ m)，加入到高速V型混合機(jī)中混合20min，至均勻，得到一級(jí)氧化物 混合物粉末。
步驟三二級(jí)氧化物粉末的制備70重量份的二級(jí)二氧化硅(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為65nm)，30重量 份二級(jí)氧化鋁(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為80nm)，加入到高速V型混合機(jī)中混合 20min,至均勻，得到二級(jí)氧化物粉末。步驟四太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取20重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入5重量份的一級(jí)氧化物粉末，以及2. 5 重量份的二級(jí)氧化物粉末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌lOmin。加入68. 5重量份銀粉(昆明理工恒達(dá)生產(chǎn)的片狀銀粉，中值粒徑D5tl為3. 2um)分 兩次加入，然后再加入4重量份的鋁粉(湖南恒昌生產(chǎn)的球形鋁粉，中值粒徑D5tl為2. 5um)， 攪拌60min。再用0 150的三輥研磨機(jī)研磨15次，得到太陽能電池背電極導(dǎo)電漿料S3。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置與實(shí)施例1相同。步驟二 一級(jí)氧化物粉末的制備與實(shí)施例3相同。步驟三二級(jí)氧化物粉末的制備70重量份的二級(jí)二氧化硅(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為150nm)，15重 量份二級(jí)氧化鋁(SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為130nm)，10重量份二級(jí)氧化鈣 (SIN0NAN0公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為85nm)，5重量份二級(jí)氧化鋅(SINONANO公司生產(chǎn)的中 值粒徑D5tl為75nm)。加入到高速V型混合機(jī)中混合20min，至均勻，得到二級(jí)氧化物粉末。步驟四太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取15重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入6重量份的一級(jí)氧化物粉末，以及5重 量份的二級(jí)氧化物粉末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌lOmin。加入74重量份銀粉(昆明貴金屬研究所生產(chǎn)的球狀銀粉，中值粒徑D5tl為1. 2um)， 分兩次加入，攪拌60min。再用0150的三輥研磨機(jī)研磨20次，得到太陽能電池正面電極導(dǎo) 電漿料S4。實(shí)施例5本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置與實(shí)施例1相同。步驟二 一級(jí)氧化物粉末的制備與實(shí)施例3相同步驟三二級(jí)氧化物粉末的制備70重量份的二級(jí)二氧化硅(SINONANO公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為IOnm)，30重量 份二級(jí)氧化鋁(SINONANO公司生產(chǎn)的中值粒徑D5tl為35nm)，加入到高速V型混合機(jī)中混合 20min,至均勻，得到二級(jí)氧化物粉末。
步驟四太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取15重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入6重量份的一級(jí)氧化物粉末，以及5重 量份的二級(jí)氧化物粉末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌lOmin。加入74重量份銀粉(昆明貴金屬研究所生產(chǎn)的球狀銀粉，中值粒徑D5tl為1. 2um)， 分兩次加入，攪拌60min。再用0 150的三輥研磨機(jī)研磨20次，得到太陽能電池正面電極導(dǎo) 電漿料S5。對(duì)比例1本對(duì)比例用于對(duì)比說明本發(fā)明公開的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。步驟一有機(jī)載體的配置與實(shí)施例1相同。步驟二 玻璃粉的制備將實(shí)施例1得到的一級(jí)氧化物混合物粉末裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫 預(yù)熱到500 V保溫0. 5小時(shí)，再升至1300 V，熔煉1小時(shí)，水淬，烘干至含水< 8 %，采用 破碎機(jī)器將其破碎至120ym，再裝入球磨罐，控制氧化鋯球的質(zhì)量料去離子水= 2:1: 0.5，罐速100轉(zhuǎn)/分，球磨48小時(shí)，過濾，烘干得到粒度D5tl為2. 5微米左右的玻璃粉。步驟三太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備以所需制備的太陽能電池導(dǎo)電漿料的總重量為基準(zhǔn)，取25重量份的有機(jī)載體Al 置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，在攪拌的情況下加入4. 5重量份的玻璃粉一級(jí)氧化物粉 末，然后以500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌IOmin。加入71. 5重量份球形鋁粉(河南遠(yuǎn)洋公司生產(chǎn)的超純鋁粉，中值粒徑D5tl為3um)， 分兩次加入，攪拌60min。再用0 150的三輥研磨機(jī)研磨15次，得到太陽能電池背場(chǎng)鋁導(dǎo)電 漿料D1。對(duì)比例2本對(duì)比例用于說明現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法。太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法與實(shí)施例1相同，其中，不同的是不含有二級(jí)氧 化物粉，一級(jí)氧化物粉含量為4. 5重量份。最后制備得到背場(chǎng)鋁導(dǎo)電漿料Dl。性能測(cè)試對(duì)上述制備得到的太陽能電池導(dǎo)電漿料S1_S5、D1和D2進(jìn)行如下性能測(cè)試1、漿料粘度按照GB/T17473. 5-1998規(guī)定的方法進(jìn)行，用NDJ-79旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，75rad/min,在 25 °C下測(cè)定。2、儲(chǔ)存穩(wěn)定性將導(dǎo)電漿料密封保存在25 °C的環(huán)境下，三個(gè)月后檢測(cè)導(dǎo)電漿料下層粘度的變化情 況，并觀察金屬粉末是否發(fā)生沉降。3、是否漏網(wǎng)將導(dǎo)電漿料均勻分?jǐn)傇诮z網(wǎng)280目的金屬絲網(wǎng)上，保持漿料的厚度在20mm，靜置5min，在絲網(wǎng)背面觀察漿料是否有滲出現(xiàn)象。4、外觀用肉眼觀察鋁膜表面是否有網(wǎng)印。5、附著力在25°C的環(huán)境下，用自來水浸泡7天，觀察金屬膜或線條是否脫落。6、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125X 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280-320目，印刷鋁背場(chǎng)漿料重 量為每片用漿l.Og左右，印刷背面銀電極漿料每片用漿0. 10g，印刷正面銀電極漿料每片 用漿0. 15g，烘干溫度為250°C約5min。在印刷正面電極銀漿后，過隧道爐燒結(jié)，燒結(jié)溫度 為810-940°C，溫度成梯度分布，燒結(jié)時(shí)間為2min，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。每次在測(cè)試某種漿料的性能時(shí)，與其配套的漿料均采用ferro公司的產(chǎn)品， 如鋁漿采用53102牌號(hào)，背面銀漿采用3347牌號(hào)，正面銀漿采用33462牌號(hào)。其中，電池片的轉(zhuǎn)化效率用太陽能電池片專用測(cè)試儀器，如單次閃光模擬器進(jìn)行 測(cè)試。測(cè)試條件為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)光強(qiáng)1000W/m2 ；光譜AM1. 5 ；溫度25°C。測(cè)試方 法按照IEC904-1進(jìn)行。將測(cè)試的結(jié)果列入表1中。表1導(dǎo)電漿料性能測(cè)試結(jié)果 從表1中實(shí)施例與比較例的結(jié)果可以看出，由本發(fā)明所制得的太陽能電池導(dǎo)電漿 料在進(jìn)行絲網(wǎng)印刷時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)漏網(wǎng)現(xiàn)象；并且該導(dǎo)電漿料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，成品導(dǎo)電漿料 在三個(gè)月儲(chǔ)存后，導(dǎo)電金屬粉未發(fā)生嚴(yán)重的沉降現(xiàn)象。將本發(fā)明的導(dǎo)電漿料印刷在單晶硅 太陽電池片上時(shí)，在燒結(jié)峰值溫度為810-940°C，燒結(jié)時(shí)間為2min，峰值溫度時(shí)間約為2s的 情況下，得到的電池片的表面狀況良好，無疤痕，金屬膜不脫落，單晶硅電池的平均光電轉(zhuǎn) 化效率大于17.50%。因此，本發(fā)明提供的太陽能電池導(dǎo)電漿料，在絲網(wǎng)印刷時(shí)不會(huì)產(chǎn)生漏 網(wǎng)現(xiàn)象，燒結(jié)后對(duì)硅基體附著力牢固，不起疤；儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，不易沉降、結(jié)塊；并且制作工 藝簡(jiǎn)單。
權(quán)利要求
一種太陽能電池導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉體、一級(jí)氧化物、二級(jí)氧化物和有機(jī)載體，所述一級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D50為0.5 10μm，所述二級(jí)氧化物粉體的中值粒徑D50為10 150nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，所述導(dǎo)電金屬粉體選自鋁粉、銀 粉或兩者的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，所述一級(jí)氧化物包括一級(jí)氧化 鉍、一級(jí)三氧化二硼、一級(jí)二氧化硅、一級(jí)氧化鈣、一級(jí)氧化鋁、一級(jí)氧化鋅、一級(jí)氧化鉛、一 級(jí)氧化鎂、一級(jí)氧化鋯、一級(jí)氧化鍶中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料總 重量為基準(zhǔn)，所述一級(jí)氧化物的含量占總重量的0. 5 IOwt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料總 重量為基準(zhǔn)，所述一級(jí)氧化物的含量占總重量的1 6wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，所述二級(jí)氧化物包括二級(jí)氧化 鉍、二級(jí)三氧化二硼、二級(jí)二氧化硅、二級(jí)氧化鈣、二級(jí)氧化鋁、二級(jí)氧化鋅、二級(jí)氧化鎂、二 級(jí)氧化鋯、二級(jí)氧化鍶中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，所述二級(jí)氧化物包括二級(jí)二氧 化硅、二級(jí)氧化鋁、二級(jí)氧化鋅中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料總 重量為基準(zhǔn)，所述二級(jí)氧化物的含量占總重量的0. 1 5wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料總 重量為基準(zhǔn)，所述二級(jí)氧化物的含量占總重量的0. 2 3wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池導(dǎo)電漿料，其中，以所述太陽能電池導(dǎo)電漿料的 總重量為基準(zhǔn)，所述導(dǎo)電金屬粉含量為55-80wt%，一級(jí)氧化物含量為0. 5-10wt%，二級(jí)氧 化物含量為0. l_5wt%，有機(jī)載體含量為8-35wt%。
11.一種太陽能電池導(dǎo)電漿料的制備方法，包括將導(dǎo)電金屬粉、有機(jī)載體、與中值粒徑 D50為0. 5-10 μ m的一級(jí)氧化物、中值粒徑D5tl為10-150nm的二級(jí)氧化物，混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其中，包括將至少一種以上的中值粒徑D5tl為 0. 5-10 μ m的一級(jí)氧化物混合制成的一級(jí)氧化物混合物粉末；將中值粒徑D5tl為10-150nm 的二級(jí)氧化物混合制成的二級(jí)氧化物混合物粉末；再將一級(jí)氧化物混合物粉末、二級(jí)氧化 物混合物粉末、導(dǎo)電金屬粉及有機(jī)載體混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其中，所述導(dǎo)電金屬粉體選自鋁粉、銀粉或兩者 的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其中，所述一級(jí)氧化物包括一級(jí)氧化鉍、一級(jí)三 氧化二硼、一級(jí)二氧化硅、一級(jí)氧化鈣、一級(jí)氧化鋁、一級(jí)氧化鋅、一級(jí)氧化鉛、一級(jí)氧化鎂、 一級(jí)氧化鋯、一級(jí)氧化鍶中的一種或幾種。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其中，所述二級(jí)氧化物包括二級(jí)氧化鉍、二級(jí)三 氧化二硼、二級(jí)二氧化硅、二級(jí)氧化鈣、二級(jí)氧化鋁、二級(jí)氧化鋅、二級(jí)氧化鎂、二級(jí)氧化鋯、 二級(jí)氧化鍶中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池導(dǎo)電漿料及其制備方法，所述太陽能電池導(dǎo)電漿料，包括導(dǎo)電金屬粉體、一級(jí)氧化物、二級(jí)氧化物和有機(jī)載體，所述一級(jí)氧化物的中值粒徑D50為0.5-10μm，所述二級(jí)氧化物的中值粒徑D50為10-150nm。本發(fā)明提供的太陽能電池導(dǎo)電漿料制作工藝簡(jiǎn)單，在絲網(wǎng)印刷時(shí)不會(huì)產(chǎn)生漏網(wǎng)現(xiàn)象，燒結(jié)后對(duì)硅基體附著力牢固，不起疤，并且儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，不易沉降、結(jié)塊。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101931013SQ20091010846
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者劉珍, 周勇, 姜占鋒, 譚偉華 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司