本發(fā)明涉及半導體材料，特別涉及一種太陽能電池用銀鋁漿料，是一種電極專用導電材料，屬于電子領域、導電材料領域。

背景技術：
太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導體器件。太陽能電池是一種新興的綠色能源，能夠有效的利用太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，減少二氧化碳的排放，保護自然環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)有的太陽能電池的加工制備過程中，必須在電池板的正面和背面引入電極，常用的電極材料是銀漿料、銀鋁漿料以及鋁漿料。銀漿料具有導電性能好，適應性較強的特點，但是隨著電子領域的發(fā)展，銀漿料的消耗越來越大。銀本身作為貴金屬材料，價格更是隨著市場行情大幅度的增長，直接導致電子領域使用的銀漿價格逐年增加。雖然，現(xiàn)有技術中也有部分采用銀鋁漿和鋁漿代替的廠家，但是鋁漿的電阻相對較高，而作為中間過渡的銀鋁漿則存在混合均勻度控制難度大，導電性能難以達到預期的問題。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的銀漿料價格高，而替代品存在導電性能，結(jié)合力等存在問題的不足，提供一種銀鋁漿料。本發(fā)明的太陽能電池用的銀鋁漿料具有混合均勻性好，導電性能突出，與基板結(jié)合牢固的特點。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：一種銀鋁漿料，包括重量百分比的以下成分：導電金屬粉料60-85％，石墨烯2-10％，玻璃粉6-18％，有機粘結(jié)劑9-20％，助劑1-3％，總計100％。所述導電金屬粉料為銀粉和鋁粉，銀粉和鋁粉的重量比例為6：2-3：5。所述玻璃粉包含以下成分組成：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，總計100％。首先，本發(fā)明的銀鋁漿料中包含了銀粉和鋁粉作為基礎導致金屬成分，其中應用的鋁和銀共同作為導電金屬粉料，由于鋁粉代替了部分的銀粉，所以導電漿料的成本得到很好的降低。然后，本發(fā)明的銀鋁漿料中加入了適量的石墨烯，石墨烯單獨使用的時候可以作為導電材料使用，而且據(jù)可靠的研究表明石墨烯的導電能力甚至要比普通金屬材料更強，因此混合在漿料中的石墨烯可以促進漿料燒結(jié)后的導電性能。同時，更為重要的是石墨烯是由碳元素構(gòu)成的，在燒結(jié)的過程中可以對漿料中的鋁粉起到還原保護作用，減少燒結(jié)過程中鋁粉的氧化生成三氧化二鋁的比例，同時，還原鋁粉表面的氧化鋁，減少燒結(jié)后的電極中的界面層，提高電極的導電性能。其次，本發(fā)明的玻璃粉成分選用了無鉛玻璃粉，其成分選擇和比例應用經(jīng)過特別精心調(diào)整，采用氧化鉍和氧化硼作為二氧化硅的部分替代物，用氧化硅、氧化鉍和氧化硼作為玻璃基礎相的主體。由于氧化鉍和氧化硼兩者具有良好的協(xié)同性，替代部分二氧化硅后形成的玻璃粉基礎相的主體結(jié)構(gòu)，具有更好的穩(wěn)定性和熔化特點，能夠在燒結(jié)過程發(fā)揮更好的粘結(jié)作用，燒結(jié)固化的電極和太陽能基板的新和度更好，更能夠穩(wěn)定的粘結(jié)在其上，保證電極的穩(wěn)定性和耐久性。特別是氧化鉍和氧化硼的用量比例控制在接近2：1左右時，協(xié)同性最佳，銀鋁漿料的易燒結(jié)性和粘結(jié)性最佳。氯化鍶加入后，能夠和氧化硼配合形成協(xié)同作用，降低燒結(jié)溫度。氯化鍶的應用對于玻璃粉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及耐磨性有不良影響，不宜過量使用。本發(fā)明通過對玻璃粉中各組分及其用量配比的選擇，各成分配合比例適宜，使得采用該玻璃粉制得的導電銀漿料具有環(huán)境友好、燒結(jié)性能優(yōu)良、導電性能優(yōu)良。進一步，所述玻璃粉的重量百分含量為7-18％，優(yōu)化玻璃粉的用量，調(diào)整燒結(jié)后電極中玻璃相的占比，保證導電電極的粘結(jié)穩(wěn)定性較好，同時導電電極中因為玻璃相的緣故導致的電阻升高控制在較低的范圍內(nèi)，保證電極在太陽能電池中的導電性能。優(yōu)選的玻璃粉的含量為10-17％，在此范圍內(nèi)玻璃粉燒結(jié)后的粘結(jié)性和導電性均較好，特別是和太陽能電池基礎層的結(jié)合力度大。更具體的來說，所述玻璃粉的的重量百分含量可為11％、13％、14％、16％等具體份數(shù)。進一步，所述有機粘結(jié)劑的重量百分含量為10-19％，選用適宜的有機粘結(jié)劑，可以控制電極在絲網(wǎng)印刷的過程中印刷的形貌更好，燒結(jié)后接近理想的電極形態(tài)，對于提升太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率具有一定的幫助作用。優(yōu)選為12-18％，在此范圍內(nèi)有機粘結(jié)劑發(fā)揮的基礎作用最佳，印刷效果最好，而且燒結(jié)后有機粘結(jié)劑碳化后殘余物較少，對于電極導電性能的影響小。更具體的來說，所述有機粘結(jié)劑的的重量百分含量可為12％、14％、16％等具體份數(shù)。進一步，所述有機粘結(jié)劑包含以下成分組成：松香樹脂10-20％，乙基纖維素10-25％，丁基卡必醇5-10％，間苯二甲酸醇酸樹脂5-10％，丁二酸二甲酯10-20％，松油醇20-40％，總計100％。本發(fā)明的有機粘結(jié)劑選用的成分同時采用了松香樹脂、乙基纖維素，容易和銀粉分散均勻，不團聚，能夠很好的保證電極的印刷均勻度和厚度控制，且保護好燒結(jié)形貌。選用的丁基卡必醇和松油醇具有保證銀鋁漿料的流動性和穩(wěn)定性的作用，能夠確保銀鋁漿料在儲存過程中性質(zhì)更加穩(wěn)定一致，避免銀鋁漿料印刷的窗口過窄導致加工困難。其中選用的間苯二甲酸醇酸樹脂和石油樹脂是輔助印刷后電極預定形的成分，其配合丁基卡必醇和松油醇的時候，相互溶解分散性好，而且互相溶解分散后能夠?qū)︺y粉、玻璃粉形成較好的包裹結(jié)構(gòu)，即銀粉在其中的分布均勻性，流散性都更加突出，更利于電極的印刷成型。同時，分散均勻的松油醇和石油樹脂在燒結(jié)的時候能夠反應形成特定的固化結(jié)構(gòu)，使得電極在使用中形態(tài)更加可靠穩(wěn)定。進一步，有機粘結(jié)劑中還包含10-20％的卵磷脂。卵磷脂應用于銀鋁漿料中屬于首次嘗試，卵磷脂是存在于動植物組織以及卵黃之中的一組黃褐色的油脂性物質(zhì)，其構(gòu)成成分包括磷酸、膽堿、脂肪酸、甘油、糖脂、三酸甘油酯以及磷脂(如磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，卵磷脂和銀鋁漿料混合后，可以和銀粉末顆粒成分結(jié)合，實現(xiàn)對于銀粉末顆粒的分散作用，更重要的是卵磷脂還可以和石墨烯相互作用，在卵磷脂存在的情況下，石墨烯分散更加均勻，對于電極的導電性能增加具有重要的意義。在卵磷脂和石墨烯獨特的結(jié)構(gòu)特點，在燒結(jié)固化的時候，能夠相互結(jié)合反應，實現(xiàn)獨特的連接結(jié)構(gòu)，增強電極的性能強度。進一步，所述助劑是聚酰胺蠟。聚酰胺蠟是一種觸變性添加劑，在銀鋁漿料中形成強大的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其優(yōu)異的觸變性能，具有優(yōu)異的防流掛能力、防沉降能力，能夠保持漿料的儲存穩(wěn)定性，防止?jié){料分層淅液等問題發(fā)生。能夠更好的控制絲網(wǎng)印刷電極過程中電極的形貌，提高電極燒結(jié)前的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。優(yōu)選助劑用量為1-1.4％。一種制備上述銀鋁漿料的方法，包括以下步驟：步驟(1)制備玻璃粉按比例取玻璃粉原料混合均勻，放入坩堝中，熔煉溫度為1100-1250℃，熔煉1-2小時；熔煉完成后，水霧淬冷，球磨，干燥后得到粒徑不大于5微米的玻璃粉。步驟(2)制備預混溶液按比例稱取原料，將松香樹脂以外的其它成分混合，加熱至80-110℃，攪拌0.5-2小時，混合均勻，得到預混溶液。步驟(3)制備銀鋁漿料將步驟2制備的預混溶液，保溫，加入銀粉、鋁粉、玻璃粉和石墨烯，攪拌混合均勻，最后加入松香樹脂和聚酰胺蠟，用三輥軋機研磨10-60分鐘，制備得到導電銀鋁漿料。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明的銀鋁漿料中包含了銀粉和鋁粉作為基礎導致金屬成分，其中應用的鋁和銀共同作為導電金屬粉料，由于鋁粉代替了部分的銀粉，所以導電漿料的成本得到很好的降低。2.本發(fā)明的銀鋁漿料中加入了適量的石墨烯，石墨烯單獨使用的時候可以作為導電材料使用，而且據(jù)可靠的研究表明石墨烯的導電能力甚至要比普通金屬材料更強，因此混合在漿料中的石墨烯可以促進漿料燒結(jié)后的導電性能。3.本發(fā)明的石墨烯是由碳元素構(gòu)成的，在燒結(jié)的過程中可以對漿料中的鋁粉起到還原保護作用，還原鋁粉表面的氧化鋁，減少燒結(jié)后的電極中的界面層，提高電極的導電性能。4.本發(fā)明的玻璃粉成分配合比例適宜，采用氧化硅、氧化鉍和氧化硼作為玻璃粉基礎相的主體成分，降低了燒結(jié)溫度，具有優(yōu)良的燒結(jié)性能，同時，與有機粘接劑的親和性好，燒結(jié)固化的電極和太陽能基板的新和度更好，更能夠穩(wěn)定的粘結(jié)在其上，保證電極的穩(wěn)定性和耐久性。具體實施方式本發(fā)明同時還提供了一種制備上述銀鋁漿料的方法，包括以下步驟：步驟(1)制備玻璃粉按比例取以下原料：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，總計100％?；旌暇鶆?，放入坩堝中，熔煉溫度為1100-1250℃，熔煉1-2小時。熔煉完成后，水霧淬冷，球磨，干燥后得到粒徑不大于5微米的玻璃粉。步驟(2)制備預混溶液按比例稱取原料，將松香樹脂以外的其它成分混合，加熱至80-110℃，攪拌0.5-2小時，優(yōu)選1-1.5小時，混合均勻，得到預混溶液。步驟(3)制備銀鋁漿料將步驟2制備的預混溶液，保溫，加入銀粉、鋁粉、玻璃粉和石墨烯，攪拌混合均勻，最后加入松香樹脂和聚酰胺蠟，用三輥軋機研磨10-60分鐘，制備得到導電銀鋁漿料。進一步，步驟1中球磨的時候采用行星球磨機進行球磨加工。優(yōu)選球磨加工過程中，乙醇溶液保護。采用乙醇保護球磨，具有球磨速度快，球磨品質(zhì)高的優(yōu)點。更進一步的，使用直徑為3-15mm的氧化鋯珠進行球磨。硬度適宜，球磨效率高，球磨粉碎粒度細小。進一步，優(yōu)選的步驟2制備預混溶液時，加熱攪拌混合的過程中，當溫度升高至70℃以上時，采用氮氣氣氛加以保護。進一步，步驟3中，加入銀粉、鋁粉、玻璃粉和石墨烯的時候，按以下順序依次加入：玻璃粉、銀粉、鋁粉、石墨烯。每加入一個組分后，攪拌5-20分鐘再加入下一組分。下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說明的百分比均為重量百分比。實施例1-5制備玻璃粉按比例取以下原料：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，總計100％?；旌暇鶆?，放入坩堝中，熔煉溫度為1100-1250℃，熔煉1-2小時。熔煉完成后，水霧淬冷，球磨，干燥后得到粒徑不大于5微米的玻璃粉。具體實施例1-5的原料比例見下表。表1玻璃粉原料成分比例實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5SiO24.311.910.412.716.9TiO21.31.31.11.41.9Bi2O338.951.847.436.143.6Al2O34.14.86.25.27.1SrCl27.01.24.32.24.6B2O339.424.627.237.922.3SnO24.14.22.93.23.3CaO1.00.10.41.30.4實施例6-13制備導電銀鋁漿料按表2比例取原料。將將松香樹脂以外的其它成分混合，加熱至80-110℃，攪拌0.5-2小時，優(yōu)選1-1.5小時，混合均勻，得到預混溶液。將預混溶液保溫，加入銀粉、鋁粉、玻璃粉和石墨烯，攪拌混合均勻，最后加入松香樹脂和聚酰胺蠟，用三輥軋機研磨10-60分鐘，制備得到導電銀鋁漿料。具體實施例6-13的原料比例見下表。實施例6-7應用實施例1制備的玻璃粉，實施例8-9應用實施例2制備的玻璃粉，實施例10-13應用實施例5制備的玻璃粉。表2導電銀鋁漿料成分比例實施例6實施例7實施例8實施例9實施例10實施例11實施例12實施例13銀粉35.743.041.443.941.347.638.228.5鋁粉32.317.035.620.126.723.434.841.5石墨烯7.05.08.07.05.04.05.0玻璃粉12.014.06.014.010.012.09.010.0松香樹脂2.93.41.31.32.41.72.12.2乙基纖維素3.83.81.92.93.22.41.32.6丁基卡必醇1.41.60.71.10.70.70.80.9間苯二甲酸醇酸樹脂1.41.40.60.81.10.91.00.8丁二酸二甲酯3.12.71.71.31.71.91.81.4松油醇5.45.03.84.64.92.43.15.1助劑2.01.02.02.01.01.02.01.0卵磷脂1.02.01.0測試例對上述實施例6-13制備銀鋁漿料采用印網(wǎng)印刷的工藝印制出太陽能電池的電極，測試電極的電阻，拉力，軟化溫度，結(jié)果如下表所示。表3測試結(jié)果電阻(串阻)拉力軟化溫度(℃)實施例60.0451.7494實施例70.0322.5505實施例80.0293.4510實施例90.0312.9476實施例100.0332.4481實施例110.0242.8479實施例120.0272.9484實施例130.0243.2482由經(jīng)過測試結(jié)果可見，本發(fā)明的導電銀鋁漿料具有導電特性良好，抗拉力較強，燒結(jié)溫度低的特點，作為太陽能電池的電極印刷后能夠很好的保證太陽能電池內(nèi)部的電阻控制在極低的水平，有利于提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，提高太陽能的利用率。上述結(jié)果表明，在漿料中的石墨烯可以促進漿料燒結(jié)后的導電性能，實施例11-13的結(jié)果表明，當漿料中同時添加應用石墨烯和卵磷脂后，各種組分的配合比例適宜，能夠更加有效的降低電極的電阻特性，電極燒結(jié)固化后的電阻表現(xiàn)出極低的水平，對于提高太陽能電池的光能利用效率具有重要的意義。而且，在實施例11-13的銀鋁漿配方還能夠提供較好的抗拉力性能，確保銀鋁漿料印刷制成電極后，能夠在長期使用過程中很好的保持電極和太陽能電池基板的結(jié)合力，防止外力造成的損傷，提高太陽能電池的使用壽命。最后，另外通過對軟化溫度的對比，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的銀鋁漿料的整體軟化溫度均較低，應用銀鋁漿料的時候，能夠更好的減少電極燒結(jié)過程中高溫對于太陽能電池的損傷，提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。特別是協(xié)調(diào)優(yōu)化后的實施例中石墨烯和卵磷脂發(fā)揮協(xié)同增強作用，銀鋁漿料的各項性能均有較大的改善或提升，具有重要的實際應用價值。