專利名稱：一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿及其制備方法、以及一種太陽(yáng)能電池片的制作方法
—種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿及其制備方法、以及一種太陽(yáng)能電池片技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿及其制備方法、以及一種太陽(yáng)能電池片。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池作為一種綠色能源，以其取之不竭、無(wú)污染、不受地域資源限制等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的重視，因而，近年來(lái)，晶體硅太陽(yáng)能電池作為主要的太陽(yáng)能光伏發(fā)電單元得以迅速發(fā)展，其中，太陽(yáng)能電池正面是晶體硅太陽(yáng)能電池的重要組成部分，其作為直接接收太陽(yáng)能的一面，通過(guò)多層結(jié)構(gòu)以求達(dá)到最寬的接收譜線和最少的光反射消耗。常規(guī)商用的晶體硅太陽(yáng)能電池正面包括銀電極柵線、減反射層、η型擴(kuò)散層、p-n結(jié)區(qū)四層主要結(jié)構(gòu)。
目前，商用晶體硅太陽(yáng)能電池正面電極的制作方法，通常采用印刷和噴墨打印導(dǎo)電銀漿形成高寬比盡可能大的柵線結(jié)構(gòu)，隨后經(jīng)過(guò)快速燒結(jié)過(guò)程，形成與η型擴(kuò)散層緊密接觸的導(dǎo)電電極，所述導(dǎo)電銀漿中一般含有銀粉、玻璃粉及有機(jī)載體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，為了保證光生電流量，應(yīng)該增大受光面積，這就要求正面電極柵線所遮蓋的面積小，電極柵線越細(xì)越好；然而，根據(jù)金屬導(dǎo)體電阻基本原理，導(dǎo)線的橫截面越大，單位長(zhǎng)度的電阻越小，導(dǎo)線電阻產(chǎn)生功率損失也就越小，這就要求電極柵線越粗越好。因而，為了達(dá)到最優(yōu)的光電轉(zhuǎn)化效率，理論上要求燒結(jié)后銀電極柵線的高度與寬度的比例越大越好。而要達(dá)到最優(yōu)的高寬比，首先需要導(dǎo)電銀漿在印刷過(guò)程中有優(yōu)良的觸變性能。觸變性能的基本概念是假塑性流體受到剪切后黏度下降，所施加的剪切速率越高，黏度下降的越嚴(yán)重，直到一個(gè)極小值，但剪切停止后，黏度又逐步恢復(fù)的現(xiàn)象。觸變性能越強(qiáng)，剪切稀化作用越明顯，撤去剪切后，黏度恢復(fù)的時(shí)間越短。
現(xiàn)有的一種方法是將乙基纖維素與有機(jī)溶劑按一定比例配合制成有機(jī)載體。乙基纖維素在有機(jī)溶劑中靜止時(shí)由于分子鏈的纏繞，黏度較大，當(dāng)沿一定方向施加剪切力后，纏繞解開，分子沿剪切方向拉直，黏度下降；剪切撤去后，又纏繞在一起，黏度上升；所以乙基纖維素本身具有一定的觸變性能，但由于其觸變性能主要依靠物理過(guò)程，所以撤去剪切后，黏度上升過(guò)程緩慢，因而觸變性能較差。另一種改進(jìn)的方法是在導(dǎo)電銀漿中添加工業(yè)用觸變劑，例如:氫化蓖麻油、聚酰胺蠟或其他蠟類觸變劑，添加上述觸變劑能夠顯著提高導(dǎo)電銀漿的觸變性能。但是，該類觸變劑的熔點(diǎn)一般在150°C以下，在低溫烘干過(guò)程中容易出現(xiàn)融化，致使印刷好的導(dǎo)電柵線塌陷。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的導(dǎo)電銀漿的觸變性能差，或者用于制作導(dǎo)電柵線，在烘干過(guò)程中，導(dǎo)電柵線容易出現(xiàn)塌陷的技術(shù)問(wèn)題。
據(jù)此，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，所述銀漿包括有機(jī)載體、以及分散在有機(jī)載體中的銀粉和玻璃粉；所述有機(jī)載體包含有機(jī)溶劑和耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，以銀漿的總重量為基準(zhǔn)，所述銀粉的含量為70-90重量％，所述玻璃粉的含量為1-8重量％，所述有機(jī)載體的含量為6-25重量％。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述銀粉的比表面積為0.2-2.5m2/g ;所述玻璃粉的粒徑為0.1-5 μ m ;所述玻璃粉含有Pb或Bi的化合物，所述Pb或Bi的化合物的含量為65-90wt%。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述有機(jī)載體還包含添加劑，以有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)溶劑的含量為60-90重量％，所述耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑的含量為5-30重量％，所述添加劑的含量為0.5-15重量％。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)為180-340°C，選自丁卡、丁卡酯、松油醇、磷酸三丁酯、十二醇酯中的一種或幾種。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述耐高溫潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)高于180°c -220°C，選自鋰基潤(rùn)滑脂、脲基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋇基潤(rùn)滑脂中的一種或幾種。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述耐高溫稠化劑選自鋰皂稠化劑、聚脲稠化劑、復(fù)合鋰皂稠化劑、復(fù)合鋇皂稠化劑、復(fù)合鈣皂稠化劑中的一種或幾種。
在所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿中，優(yōu)選地，所述添加劑包括纖維素、觸變劑、潤(rùn)濕分散劑、香精中的一種或幾種。
本發(fā)明還提供了上述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的制備方法，包括以下步驟: 步驟1、在有機(jī)溶劑中加入耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑，攪拌均勻，得到有機(jī)載體； 步驟2、將上述有機(jī)載體與銀粉、玻璃粉混合后，進(jìn)行研磨，得到所述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿。
在所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟I中，將有機(jī)溶劑加熱至50_80°C，加入耐高溫潤(rùn)滑脂，攪拌5-30min，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌5_30min，冷卻至室溫得到有機(jī)載體。
在所述的制備方法，優(yōu)選地，在步驟I中，將有機(jī)溶劑加熱至80_120°C，加入耐高溫稠化劑，攪拌并升溫至150-20(TC，持續(xù)攪拌l_5min，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌至冷卻到室溫得到有機(jī)載體。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了太陽(yáng)能電池片，所述太陽(yáng)能電池片包括硅片和設(shè)于硅片上的銀電極柵線，所述導(dǎo)電柵線通過(guò)在硅片上絲網(wǎng)印刷如上所述的導(dǎo)電銀漿，烘干、燒結(jié)后得到。
本發(fā)明的晶體硅太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，通過(guò)添加高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑作為有機(jī)載體的主要組分制成正面電極銀漿，觸變性能優(yōu)良，并且具有粘度低、粉末分散均勻、易過(guò)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，用于制作電極柵線，在高溫下不會(huì)塌陷，可以顯著提高電極柵線最終的聞寬比，獲得良好的形貌，進(jìn)而提聞太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率和生廣良率。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，所述銀漿包括有機(jī)載體、以及分散在有機(jī)載體中的銀粉和玻璃粉；所述有機(jī)載體包含有機(jī)溶劑、以及耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑。
本發(fā)明的發(fā)明人在對(duì)太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的研究過(guò)程中，曾經(jīng)嘗試通過(guò)嚴(yán)格控制觸變劑的用量，并且在有機(jī)載體中添加高溫不易軟化的樹脂或纖維素來(lái)維持電極柵線的形貌，通過(guò)這種方法來(lái)改進(jìn)太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的觸變性能，并且避免導(dǎo)電柵線塌陷，維持導(dǎo)電柵線的形貌。然而，添加觸變劑超過(guò)一定的比例后，高溫塌陷嚴(yán)重；乙基纖維素超過(guò)一定比例后，黏度較大；即使在最佳的比例狀態(tài)下，添加有上述樹脂或纖維素的載體仍然粘度高、絲線長(zhǎng)，導(dǎo)致印刷過(guò)網(wǎng)性能不佳，易出現(xiàn)虛印、漏印，柵線邊緣的毛刺多，并且在制備漿料的研磨過(guò)程中無(wú)機(jī)粉體(銀粉和玻璃粉)難以有效分散。本發(fā)明的發(fā)明人繼續(xù)研究的過(guò)程中，意外的發(fā)現(xiàn)在有機(jī)載體中加入耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑，不僅能夠使得電極銀漿具備優(yōu)良的觸變性能，并且具有粘度低、粉末分散均勻、易過(guò)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，用于制作電極柵線，在高溫下不會(huì)塌陷，可以顯著提高電極柵線最終的高寬比，獲得良好的形貌。
具體來(lái)說(shuō)，所述銀粉和玻璃粉可以采用本領(lǐng)域中常用的銀粉和玻璃粉。以銀漿的總重量為基準(zhǔn)，所述銀粉的含量為70-90重量％，所述玻璃粉的含量為1-8重量％，所述有機(jī)載體的含量為6-25重量％。
其中，所述銀粉的含量不應(yīng)小于70wt%，否則銀粉之間無(wú)法通過(guò)高溫快速燒結(jié)致密化，銀電極柵線的電導(dǎo)率明顯降低；也不應(yīng)高于90wt%，否則銀漿中的有機(jī)載體相應(yīng)減少，銀漿的黏度明顯過(guò)高，無(wú)機(jī)粉體難以研磨分散，并且過(guò)網(wǎng)性能極差，在優(yōu)選情況下，銀粉的含量為81-86重量份。所述銀粉的比表面積為0.2-2.5m2/g，所述銀粉的比表面積如果小于0.2 m2/g，粉末粒徑大，燒結(jié)性能差，無(wú)法通過(guò)高溫快速燒結(jié)致密化，銀電極柵線的電導(dǎo)率明顯降低；而如果銀粉的比表面積大于2.5m2/g時(shí)，則粉體的吸油量大，銀漿的黏度明顯過(guò)高，無(wú)機(jī)粉體難以研磨分散，并且過(guò)網(wǎng)性能極差；在優(yōu)選情況下，銀粉的比表面積為0.4-1.2m2/g。
所述玻璃粉的含量不應(yīng)小于lwt%，否則不能有效均勻地分散于銀粉之間，玻璃粉的用量也不應(yīng)大于8wt%，否則玻璃料將形成連通，割裂Ag電極中的Ag晶體，嚴(yán)重降低Ag電極的電導(dǎo)率。優(yōu)選情況下，玻璃粉的用量為2-5wt%。
玻璃粉為本領(lǐng)技術(shù)人員所公知的一類物質(zhì)，一般由各種金屬氧化物或者其他氧化物組成的混合物通過(guò)熔融、水淬、球磨、烘干制得粉末。優(yōu)選地，所述玻璃粉含有65-90wt%的Pb或Bi的化合物，或Pb、Bi化合物的組合。更優(yōu)選為含有70-85wt% PbO的硼硅酸鉛玻璃。其中，Pb或Bi的化合物是用于腐蝕ARC膜(減反射層)的主要物質(zhì)。例如，玻璃粉中的PbO通過(guò)與ARC膜發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SiO2和Pb，其中SiO2溶解進(jìn)入玻璃粉中。玻璃粉中的Bi3+也有同樣的效果。玻璃粉中的Pb或Bi的化合物的含量比需超過(guò)65wt%以上，才能保證反應(yīng)濃度，不斷有效地腐蝕厚度為70-80nm的ARC膜。同時(shí)超過(guò)65wt%以上的Pb或Bi的化合物在玻璃中還起到強(qiáng)烈降低玻璃軟化點(diǎn)的作用。
所述玻璃粉的粒徑為0.1-5 μ m,因?yàn)樾∮?.1 μ m粒徑的玻璃粉，比表面積大，粉體吸油量大，易團(tuán)聚，會(huì)使銀漿的黏度明顯過(guò)高，難以研磨分散均勻；而大于5μπ 粒徑的玻璃粉，在銀漿中的個(gè)體數(shù)量減少，比表面積小，與銀粉的接觸面積減少，對(duì)銀粉的潤(rùn)濕和溶解性能下降。
本發(fā)明所述有機(jī)載體包含有機(jī)溶劑、耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑，優(yōu)選地還包含添加劑。以有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)溶劑的含量為60-90重量％，所述耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑的含量為5-30重量％，所述添加劑的含量為0.5-15重量％。所述有機(jī)載體個(gè)組分的含量可根據(jù)有機(jī)載體或最后所制成銀漿的黏度調(diào)整。在優(yōu)選條件下，有機(jī)溶劑的含量為75-85重量％，所述耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑的含量為10-24重量％，所述添加劑的含量為0.5-5重量％。
其中，本發(fā)明的有機(jī)溶劑可選自丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、磷酸三丁酯、苯甲醇、蓖麻油、檸檬酸三丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯中一種或幾種。在優(yōu)選的情況下，所述有機(jī)溶劑選擇中高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，沸點(diǎn)為180-340°C，例如:可選自丁卡、丁卡酯、松油醇、磷酸三丁酯、十二醇酯中的一種或幾種。當(dāng)有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)低于180°C時(shí)，在制漿、工藝操作和保存過(guò)程中，有機(jī)溶劑自行揮發(fā)的速度較快，難以保證銀漿流變性能的穩(wěn)定。而當(dāng)有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)高于340°C時(shí)，在燒結(jié)過(guò)程中，有機(jī)溶劑難以揮發(fā)，影響后續(xù)燒結(jié)，并且容易在柵線內(nèi)部形成孔洞，造成電導(dǎo)率下降。在優(yōu)選條件下，有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)為200-270°C。
本發(fā)明的改進(jìn)之處在于，所述有機(jī)載體中含有耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑。所述耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑是指能夠耐高于100°c以上的溫度的潤(rùn)滑脂或稠化劑，但是要求其能在550°c的高溫下燒除。其中，所述耐高溫潤(rùn)滑脂需要具備下述性能:1、滴點(diǎn)與有機(jī)溶劑的滴點(diǎn)相近；2、燒除區(qū)間:在空氣環(huán)境下，在550°C以下能夠95wt%燒除，并且能夠完全燒除。3、黏度:完全制成漿料后，黏度在120_280Pa.s (測(cè)試條件Brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)20rpm) ;4、觸變性:完全制成漿料后觸變性指數(shù)S.V.1 >8 (測(cè)試條件Brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)lrpm/20rpm,兩種轉(zhuǎn)速條件下測(cè)得的黏度相除)；5、化學(xué)性能:不腐蝕銀粉和玻璃粉；滿足上述性能要求的耐高溫潤(rùn)滑脂用于本發(fā)明的體系中不僅能夠使得電極銀漿具備優(yōu)良的觸變性能，并且具有粘度低、粉末分散均勻、易過(guò)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
所述耐高溫潤(rùn)滑脂可采用市售的耐高溫潤(rùn)滑脂，例如:通用公司的鋰基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂；殼牌(SHELL)的佳度(GADUS)系列:T100 (脲基潤(rùn)滑脂)、VlOO (鋰基潤(rùn)滑月旨)。要求所述耐高溫潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)高于180°C，例如:所述耐高溫潤(rùn)滑脂選自鋰基潤(rùn)滑脂、脲基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋇基潤(rùn)滑脂中的一種或幾種，優(yōu)選為鋰基潤(rùn)滑脂或復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂；滴點(diǎn)表示潤(rùn)滑脂在加熱過(guò)程中出現(xiàn)第一滴液時(shí)的溫度。如果所采用的潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)低于180°C，此時(shí)溶劑尚未揮發(fā)完全，作為有機(jī)載體主要骨架的潤(rùn)滑脂如果軟化，將使銀電極柵線的形貌出現(xiàn)塌陷。在優(yōu)選情況下，耐高溫潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)低于220。。。
如果使用耐高溫潤(rùn)滑脂作為有機(jī)載體的主要組成組分，可將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至50-80°C，然后加入耐高溫潤(rùn)滑脂，持續(xù)攪拌5min以上，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌5min以上，冷卻至室溫，制成有機(jī)載體。如果加熱溫度低于50°C，有機(jī)溶劑對(duì)潤(rùn)滑脂和添加劑的溶解能力差，所需工藝時(shí)間較長(zhǎng)。如果加熱溫度高于80°C，有機(jī)溶劑揮發(fā)速度快，難以保證有機(jī)載體體系的穩(wěn)定性。
由于高溫潤(rùn)滑脂主要是由基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑三部分組成，稠化劑和基礎(chǔ)油這兩種主要組分既不是簡(jiǎn)單的溶解，也不是簡(jiǎn)單的混合，而是由稠化劑均勻地分散在基礎(chǔ)油中的穩(wěn)定分散體系；其中，分散的微粒稱為分散相(稠化劑)，尺寸在0.001-0.1微米之間，包圍分散相的物質(zhì)稱為連續(xù)相(基礎(chǔ)油)。皂基稠化劑為纖維狀，其網(wǎng)狀骨架中吸藏著基礎(chǔ)油，形成黃油狀態(tài)，具有既不自行流動(dòng)，又能在剪切時(shí)迅速鋪平的高觸變性能。在對(duì)市售的高溫潤(rùn)滑脂的組成成分的性能不明確的情況下，采用市售的高溫潤(rùn)滑脂可能在銀漿料引入不利物質(zhì)。本發(fā)明在優(yōu)選情況下，直接使用耐高溫稠化劑，例如:選自鋰皂稠化劑、聚脲稠化劑、復(fù)合鋰皂稠化劑、復(fù)合鋇皂稠化劑、復(fù)合鈣皂稠化劑中的一種或幾種來(lái)制備有機(jī)載體，優(yōu)選鋰皂稠化劑或復(fù)合鋰皂稠化劑來(lái)制備有機(jī)載體，上述耐高溫稠化劑一般用來(lái)制備耐高溫潤(rùn)滑脂，在有機(jī)溶劑中能均勻地分散在有機(jī)溶劑中形成耐高溫潤(rùn)滑脂。在本發(fā)明中，可將其與有機(jī)溶劑直接反應(yīng)制備耐高溫、低黏度、觸變性良好的有機(jī)載體；制備方法為將有機(jī)溶劑在密閉反應(yīng)容器中加熱至80-120°C，加入上述耐高溫稠化劑，攪拌并升溫至150-2000C，持續(xù)攪拌l_5min，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫得到有機(jī)載體。
本發(fā)明的有機(jī)載體所采用的添加劑，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，包括:用于調(diào)整粘度的纖維素類物質(zhì)；調(diào)整觸變性能的觸變劑，例如:氫化蓖麻油或聚酰胺蠟；形成有機(jī)載體的骨架的熱塑性樹脂，例如:醇酸樹脂或丙烯酸樹脂等；調(diào)整氣味的香精；提高無(wú)機(jī)粉體的潤(rùn)濕分散性能的潤(rùn)濕分散劑等助劑?？筛鶕?jù)有機(jī)載體或銀漿料的黏度及流變性能添加相應(yīng)的添加劑。添加纖維素類物質(zhì)將增加有機(jī)載體和漿料的黏度和粘性，提高漿料的高溫抗塌陷性能和柵線高度的均勻性，有機(jī)載體中的纖維素為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，例如甲基纖維素、乙基纖維素等、丙基纖維素、丁基纖維素等。添加樹脂可作為載體的骨架，作用與纖維素類似，但對(duì)黏度的增加較少。添加適量的觸變劑能顯著改善導(dǎo)電銀漿印刷過(guò)后的電極柵線的高寬比，并能有效防止在貯藏過(guò)程中，漿料中的銀粉的分離和沉淀，提升絲網(wǎng)印刷的過(guò)網(wǎng)性能；常用的觸變劑有十六醇、司班85、氫化蓖麻油、聚酰胺蠟中的一種或幾種。如果添加纖維素、觸變劑、樹脂中的一種或幾種，添加量為2-13重量％。添加香精可以有效遮蔽有機(jī)溶劑、稠化劑或潤(rùn)滑脂的氣味，改善工作環(huán)境。添加潤(rùn)濕分散劑能顯著加速銀漿制備過(guò)程中無(wú)機(jī)粉體的潤(rùn)濕和分散，降低漿料的黏度，防止貯藏過(guò)程中無(wú)機(jī)粉體的團(tuán)聚和有機(jī)溶劑的析出，優(yōu)選自油酸、硬脂酸、卵磷脂中的一種或幾種。如果添加香精或潤(rùn)濕分散劑，添加量一般為0.5-2重量％。
本發(fā)明還提供了上述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的制備方法，包括以下步驟: 步驟1、在有機(jī)溶劑中加入耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑，攪拌均勻，得到有機(jī)載體； 步驟2、將上述有機(jī)載體與銀粉、玻璃粉進(jìn)行混合后，進(jìn)行研磨，得到所述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿。
在步驟I中，為了制備含有耐高溫潤(rùn)滑脂的有機(jī)載體，可將有機(jī)溶劑加熱至50-800C，加入耐高溫潤(rùn)滑脂，攪拌5-30min，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌5_30min，冷卻至室溫即可得到有機(jī)載體。
在步驟I中，為了制備含有耐高溫稠化劑的有機(jī)載體，可將有機(jī)溶劑加熱至80-120°C，加入耐高溫稠化劑，攪拌并升溫至150-20(TC，持續(xù)攪拌l_5min，然后加入添加齊IJ，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫得到有機(jī)載體。
在步驟2中，將通過(guò)步驟I制得的有機(jī)載體與銀粉、玻璃粉進(jìn)行預(yù)混合后，通過(guò)三輥研磨機(jī)研磨分散均勻，使銀粉、玻璃粉均勻分散在有機(jī)載體中，細(xì)度達(dá)到IOym以下即可得到本發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿。
本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能電池片，所述太陽(yáng)能電池片包括硅片和設(shè)于硅片上的銀電極柵線，所述銀電極柵線通過(guò)在硅片上絲網(wǎng)印刷上述的導(dǎo)電銀漿，然后經(jīng)烘干、燒結(jié)后得到。
本發(fā)明的晶體硅太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，通過(guò)添加高溫潤(rùn)滑脂作為有機(jī)載體的主要組分制成正面電極銀漿，觸變性能優(yōu)良，并且具有粘度低、粉末分散均勻、易過(guò)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，用于制作電極柵線，在高溫下不會(huì)塌陷，可以顯著提高電極柵線最終的高寬比，獲得良好的形貌，進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)良率。
下面結(jié)合技術(shù)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1 實(shí)施例1用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉79重量％，比表面積1.5微米；玻璃粉6重量％ PbO-B2O3-SiO2 (其中，PbO 70wt%)，平均粒徑1.5微米；有機(jī)載體15重量％，其中，有機(jī)溶劑占80重量％，鋰皂稠化劑占14重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，乙基纖維素占5重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在密閉反應(yīng)容器中加熱至120°C，加入鋰基稠化劑，攪拌升溫至180°C，持續(xù)攪拌3min，然后加入潤(rùn)濕分散劑和乙基纖維素，攪拌冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料Al。
實(shí)施例2 實(shí)施例2用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉83重量％，比表面積0.8微米；玻璃粉4重量％ PbO-B2O3-SiO2 (其中，PbO 85wt%)，平均粒徑1.0微米；有機(jī)載體13重量％，其中，有機(jī)溶劑占70重量％，聚脲稠化劑占20重量％，潤(rùn)濕分散劑占2重量％，氫化蓖麻油占3重量％，乙基纖維素占5重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在密閉反應(yīng)容器中加熱至100°C，加入聚脲稠化劑，攪拌升溫至200°C，持續(xù)攪拌lmin，然后加入潤(rùn)濕分散劑和乙基纖維素，攪拌冷卻至50°C，再加入氫化蓖麻油，攪拌IOmin,冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到5微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料A2。
實(shí)施例3 實(shí)施例3用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉86重量％，比表面積0.4微米；玻璃粉3重量％ PbO-B2O3-ZnCK其中，PbO 80wt%)，平均粒徑0.7微米；有機(jī)載體11重量％，其中，有機(jī)溶劑占75重量％，復(fù)合鈣皂稠化劑占18重量％，潤(rùn)濕分散劑占1.5重量％，乙基纖維素占4.5重量％，香精I(xiàn)重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在密閉反應(yīng)容器中加熱至80°C，加入復(fù)合鈣基稠化劑，攪拌升溫至160°C，持續(xù)攪拌5min，然后加入潤(rùn)濕分散劑、香精和乙基纖維素，攪拌冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到10微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料A3。
實(shí)施例4 實(shí)施例4用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉84重量％，比表面積0.8微米；玻璃粉4.5重量％ PbO-B2O3-SiO2(其中，PbO 82wt%),平均粒徑0.9微米；有機(jī)載體11.5重量％，其中，有機(jī)溶劑占65重量％，復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂占25重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，乙基纖維素占8重量％，香精占I重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至65°C，加入復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂、潤(rùn)濕分散劑、乙基纖維素和香精，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料A4。
實(shí)施例5 實(shí)施例5用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉73重量％，比表面積1.8微米；玻璃粉6重量％ Bi2O3-B2O3-SiO2 (其中，Bi2O3 78wt%)，平均粒徑1.1微米；有機(jī)載體21重量％，其中，有機(jī)溶劑占60重量％，復(fù)合鋇基潤(rùn)滑脂占20重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，丙烯酸樹脂占8重量％，聚酰胺蠟占10重量％，香精占I重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至60°C，加入復(fù)合鋇基潤(rùn)滑脂、潤(rùn)濕分散劑、乙基纖維素、聚酰胺蠟和香精，持續(xù)攪拌45min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到7微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料A5。
實(shí)施例6 實(shí)施例6用于說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能電池正面電極漿料的制備方法及采用這種制備方法制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料； 1、提供原料:銀粉85重量％，比表面積1.1微米；玻璃粉4重量% Bi2O3-B2O3-SiO2 (其中，Bi2O3 76wt%)，平均粒徑0.9微米；有機(jī)載體11重量％，其中，有機(jī)溶劑占80重量％，脲基潤(rùn)滑脂占14重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，乙基纖維素占4重量％，香精占I重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至80°C，加入復(fù)合脲基潤(rùn)滑脂、潤(rùn)濕分散劑、乙基纖維素和香精，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉、玻璃粉和所制得的有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料A6。
對(duì)比例I 1、提供原料:銀粉85重量％，比表面積1.1微米；玻璃粉4重量% Bi2O3-B2O3-SiO2 (其中，Bi2O3 76wt%)，平均粒徑0.9微米；有機(jī)載體11重量％，其中，有機(jī)溶劑占80重量％，氫化蓖麻油占9重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，乙基纖維素占10重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至55°C，加入氫化蓖麻油、潤(rùn)濕分散劑和乙基纖維素，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉末、玻璃粉末和有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料BI。
對(duì)比例2 1、提供原料:銀粉83重量％，比表面積1.2微米；玻璃粉4.5重量％ Bi2O3-B2O3-SiO2(其中，Bi2O3 76wt%)，平均粒徑0.9微米；有機(jī)載體12.5重量％，其中，有機(jī)溶劑占81重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，乙基纖維素占18重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至60°C，加入潤(rùn)濕分散劑和乙基纖維素，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉末、玻璃粉末和有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料B2。
對(duì)比例3 1、提供原料:銀粉79重量％，比表面積0.8微米；玻璃粉6重量％ PbO-B2O3-SiO2 (其中，PbO 70wt%)平均粒徑1.5微米；有機(jī)載體15重量％，其中，有機(jī)溶劑占80重量％，聚酰胺蠟占14重量％，潤(rùn)濕分散劑占6重量％ ； 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至80°C，加入聚酰胺蠟、潤(rùn)濕分散劑，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉末、玻璃粉末和有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料B3。
對(duì)比例4 1、提供原料:銀粉79重量％，比表面積0.8微米；玻璃粉6重量％ PbO-B2O3-SiO2 (其中，PbO 70wt%)，平均粒徑1.2微米；有機(jī)載體15重量％，其中，有機(jī)溶劑占74重量％，聚酰胺蠟占10重量％，潤(rùn)濕分散劑占I重量％，丙烯酸樹脂占15重量％ ; 2、制備有機(jī)載體:將有機(jī)溶劑在反應(yīng)容器中加熱至80°C，加入聚酰胺蠟、潤(rùn)濕分散劑和丙烯酸樹脂，持續(xù)攪拌30min，冷卻至室溫； 3、將上述銀粉末、玻璃粉末和有機(jī)載體預(yù)混合后，在三輥研磨機(jī)混合和研磨，使銀粉、玻璃粉的細(xì)度達(dá)到8微米，即得到太陽(yáng)能電池正面電極漿料B4。
性能測(cè)試: 1、測(cè)試印刷、烘干以及燒結(jié)后的銀電極柵線的尺寸和形貌情況: 將上述實(shí)施例1-6制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料A1-A6和對(duì)比例1-4制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料B1-B4通過(guò)絲網(wǎng)印刷機(jī)(東莞優(yōu)印絲網(wǎng)移印機(jī)械廠，UP-S7090)配合細(xì)柵線寬度60微米的290目網(wǎng)板印刷在156 X 156mm的多晶硅片正面，使用3D光學(xué)顯微鏡測(cè)量印刷后的柵線的高和寬，并觀察是否存在虛印和斷線等情況，測(cè)試結(jié)果如表I所示；隨后通過(guò)隧道爐烘干，爐溫160°C，干燥3min，再使用3D光學(xué)顯微鏡測(cè)量烘干后的柵線高和寬，測(cè)試結(jié)果如表2所示；最后印有電極柵線的硅片在2分12秒內(nèi)勻速通過(guò)隧道燒結(jié)爐，從300°C開始燒結(jié)，燒結(jié)終止溫度870°C，制成太陽(yáng)能電池片AA1-AA6以及BB1-BB4，再使用3D光學(xué)顯微鏡測(cè)量燒結(jié)后的柵線高和寬，測(cè)試結(jié)果如表3所示。
2、光電轉(zhuǎn)化效率測(cè)試: 使用太陽(yáng)能電池片專用測(cè)試儀器(上海居納科技有限公司，NELC-140A)，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下，測(cè)試采用實(shí)施例1-6制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料A1-A6制作的太陽(yáng)能電池片AA1-AA6和對(duì)比例1-4制得的太陽(yáng)能電池正面電極漿料B1-B4制作的太陽(yáng)能電池片BB1-BB4的光電轉(zhuǎn)化效率、短路電流和串聯(lián)電阻；標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)為:光強(qiáng):1000W/m2 ；光譜:AM1.5 ;溫度:25°C，測(cè)試結(jié)果如表4所示。
表 I
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于，所述銀漿包括有機(jī)載體、以及分散在有機(jī)載體中的銀粉和玻璃粉；所述有機(jī)載體包含有機(jī)溶劑、以及耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于，以銀漿的總重量為基準(zhǔn)，所述銀粉的含量為70-90重量％，所述玻璃粉的含量為1-8重量％，所述有機(jī)載體的含量為6-25重量％。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于，所述銀粉的比表面積為0.2-2.5m2/g ;所述玻璃粉的粒徑為0.1-5 μ m ;所述玻璃粉含有Pb或Bi的化合物，所述Pb或Bi的化合物的含量為65-90wt%。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于，所述有機(jī)載體還包含添加劑，以有機(jī)載體的總重量為基準(zhǔn)，所述有機(jī)溶劑的含量為60-90重量％，所述耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑的含量為5-30重量％，所述添加劑的含量為0.5-15重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于:所述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)為180-340°C，選自丁卡、丁卡酯、松油醇、磷酸三丁酯、十二醇酯中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于:所述耐高溫潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)高于180°C _220°C，選自鋰基潤(rùn)滑脂、脲基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋰基潤(rùn)滑脂、復(fù)合鋇基潤(rùn)滑脂中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于:所述耐高溫稠化劑選自鋰皂稠化劑、聚脲稠化劑、復(fù)合鋰皂稠化劑、復(fù)合鋇皂稠化劑、復(fù)合鈣皂稠化劑中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，其特征在于:所述添加劑包括纖維素、觸變劑、潤(rùn)濕分散劑、香精中的一種或幾種。
9.一種如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的制備方法，包括以下步驟: 步驟1、在有機(jī)溶劑中加入耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑，攪拌均勻，得到有機(jī)載體； 步驟2、將上述有機(jī)載體與銀粉、玻璃粉混合后，進(jìn)行研磨，得到所述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿。
10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于:在步驟I中，將有機(jī)溶劑加熱至50-800C，加入耐高溫潤(rùn)滑脂，攪拌5-30min，然后加入添加劑，繼續(xù)攪拌5_30min，冷卻至室溫得到有機(jī)載體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于:在步驟I中，將有機(jī)溶劑加熱至80-120°C，加入耐高溫稠化劑，攪拌并升溫至150-20(TC，持續(xù)攪拌l_5min，然后加入添加齊U，繼續(xù)攪拌至冷卻到室溫得到有機(jī)載體。
12.—種太陽(yáng)能電池片，所述太陽(yáng)能電池片包括硅片和設(shè)于硅片上的銀電極柵線，其特征在于:所述銀電極柵線通過(guò)在硅片上絲網(wǎng)印刷如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電銀漿，然后經(jīng)烘干、燒結(jié)后得到。
全文摘要
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，所述銀漿包括有機(jī)載體、以及分散在有機(jī)載體中的銀粉和玻璃粉；所述有機(jī)載體包含有機(jī)溶劑、以及耐高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑。本發(fā)明還涉及上述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿的制備方法，以及采用上述太陽(yáng)能電池正面電極銀漿制作的太陽(yáng)能電池片。本發(fā)明的晶體硅太陽(yáng)能電池正面電極銀漿，通過(guò)添加高溫潤(rùn)滑脂或耐高溫稠化劑作為有機(jī)載體的主要組分制成正面電極銀漿，觸變性能優(yōu)良，并且具有粘度低、粉末分散均勻、易過(guò)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，用于制作電極柵線，在高溫下不會(huì)塌陷，可以顯著提高電極柵線最終的高寬比，獲得良好的形貌，進(jìn)而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)良率。
文檔編號(hào)H01L31/042GK103137239SQ20111038010
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者郭冉, 姜占鋒, 陳東鋒 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司