該發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑及利用該添加劑制備的硅太陽(yáng)能電池正銀漿料，該正銀漿料用于絲網(wǎng)印刷工藝制作晶體硅太陽(yáng)能電池，該無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑制作的正銀電極附著力較普通玻璃粉制作電極的附著力提高0.5N以上，電池的轉(zhuǎn)換效率提高0.1%以上。
背景技術(shù)：
：金屬化是晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵技術(shù)，晶體硅太陽(yáng)能電池的金屬化包括正面柵線電極，背面鋁背場(chǎng)以及背面銀電極。其中，正面柵線電極尤為重要，將直接影響太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率、串聯(lián)電阻、填充因子等光電性能。晶體硅太陽(yáng)能電池正面金屬化技術(shù)通常有：鍍鎳+絲網(wǎng)印刷銀電極，直接絲網(wǎng)印刷銀電極，噴墨銀電極等，其中，鍍鎳電極由于工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境有一定影響而未普遍采用；噴墨銀電極的技術(shù)尚處于研發(fā)階段，直接絲網(wǎng)印刷銀電極是目前工業(yè)化普遍采用的技術(shù)。正銀漿料是絲網(wǎng)印刷工藝制作晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料，正銀漿料首先必須滿足正銀電極優(yōu)良印刷特性的要求，印刷出的電極柵線要達(dá)到較高的高-寬比，高-寬比一般要大于0.4，線寬度30-40um。正銀漿料還必需適合電池的燒結(jié)工藝，通過(guò)燒結(jié)過(guò)程，漿料需要較好地腐蝕電池表面的SiNx減反射膜，同時(shí)，形成良好的Ag-Si歐姆接觸，使電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率。除此之外，金屬化電極還是電池長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的保證，這就要求金屬銀電極必須要有良好的可焊性和附著力，一般正銀電極的附著力要達(dá)到≥2.5N。正銀漿料主要由導(dǎo)電金屬銀粉、無(wú)機(jī)粘合劑、有機(jī)載體和添加劑組成，無(wú)機(jī)粘合劑一般是一種或幾種玻璃料組成，在漿料中的比例雖然不大（一般小于8%），但玻璃料對(duì)漿料的燒結(jié)性能有很大的影響。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)熔化，有助于燒穿SiNx減發(fā)射層，形成Ag-Si歐姆接觸，并使銀厚膜電極牢固地附著在硅基體上。金屬銀粉通過(guò)燒結(jié)形成導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電線路，并可進(jìn)行焊接；有機(jī)載體使?jié){料有良好的印刷性能。正銀漿料作為晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料，近期的研究十分活躍，關(guān)于正銀漿料的研究也有較多專利提出。在專利CN201410348624中，公布了用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法，其主要內(nèi)容是針對(duì)正銀漿料設(shè)計(jì)了一種鉛玻璃的配方和制作工藝；在專利CN201310440104中，提出了一種適應(yīng)高溫?zé)Y(jié)的太陽(yáng)能電池正銀漿料，其主要內(nèi)容是采用了銠、釕或銥單質(zhì)或含銠、釕或銥化合物作為燒結(jié)促進(jìn)劑，該燒結(jié)促進(jìn)劑可有效抑制銀粉在高溫下發(fā)生過(guò)度燒結(jié)，阻止了銀的結(jié)晶體向結(jié)區(qū)的擴(kuò)散，防止了旁路結(jié)的產(chǎn)生，提高了電池片的成品率；在專利CN201310431069中，公布了一種易絲網(wǎng)印刷的太陽(yáng)能電池正銀漿料，主要是采用聚酰胺改性氫化蓖麻油為觸變劑，且采用非離子型表面活性劑來(lái)分散銀粉，提高了漿料在硅基板上的絲網(wǎng)印刷質(zhì)量，提高燒結(jié)后絲印銀線的高寬比，減小所占受光面積，進(jìn)而提高電池片的效率。；在專利CN201310429619中，提出了一種摻雜型太陽(yáng)能電池正銀漿料，主要是采用鑭、硼、鋅玻璃體系玻璃粉，同時(shí)添加含銦和鋅的化合物，增強(qiáng)了電極和硅基板之間的粘結(jié)強(qiáng)度，降低了串聯(lián)電阻和片電阻；與此同時(shí)，含銦和鋅的化合物中，鋅組分為硬脂酸鋅，可降低該含銦和鋅的化合物與有機(jī)粘結(jié)劑以及溶劑接觸界面的表面張力的作用，使電極的電性能更為均勻；在專利CN201310429618中，公布了一種正銀漿料的制備方法，主要將有機(jī)載體制備后保持在30-40℃，使有機(jī)載體處于低粘度膠狀狀態(tài)，在這種低粘度膠狀狀態(tài)下，再將有機(jī)載體與銀漿的其他組分尤其是固體粉末混合，有利于固體粉末在銀漿中的均勻分散，避免發(fā)生局部團(tuán)聚。以上文獻(xiàn)以及現(xiàn)有專利都只涉及對(duì)正銀漿料的玻璃粉、有機(jī)載體和印刷性能等方面的改進(jìn)，本發(fā)明的目的就是在正銀漿料中添加一種特殊工藝制備的無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑，用該復(fù)合材料代替普通的玻璃料，制作出高轉(zhuǎn)換效率和高附著力的正銀漿料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是要實(shí)現(xiàn)一種晶體硅太陽(yáng)能電池的正銀漿料，所述正銀漿料制作的硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率較高，電極附著力強(qiáng)，滿足太陽(yáng)能電池的絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)工藝要求。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特點(diǎn)在于，所述的正銀漿料由以下組分及含量（重量百分比）的原料制成：金屬銀粉70-90％無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑1-10%有機(jī)載體5-20％有機(jī)改性添加劑0.5-5％上述的金屬銀粉，是以硝酸銀為原料，通過(guò)液相還原法而得到的球形或類球形銀粉，銀粉的D50粒徑為1.0-2.5um，振實(shí)密度為≥4.5g/cm3。比表面積為≥0.5cm3/g。上述無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑是利用玻璃粉和銀化合物通過(guò)特殊工藝制備的無(wú)機(jī)復(fù)合材料，該無(wú)機(jī)復(fù)合材料是由玻璃粉和金屬銀組成，玻璃粉與金屬銀的重量百分比為：玻璃粉：金屬銀=(0.95-0.5)：(0.05-0.5)。上述的無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑，其特征在于：所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑中的玻璃粉為Te-Pb玻璃粉或Te-Bi玻璃粉，或是幾種不同熔點(diǎn)的玻璃粉的混合物，Te-Pb玻璃粉中Te含量為20-60wt%,Pb含量為10-50wt%，其它元素含量為5-40wt%；Te-Bi玻璃粉中Te含量為20-60wt%，Bi含量為10-50wt%，其它元素含量為5-35wt%。上述的無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑，其特征在于：所述無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑是通過(guò)化學(xué)鍍工藝在玻璃粉表面包覆了金屬銀，形成了玻璃粉-銀復(fù)合材料。上述的玻璃粉-銀復(fù)合材料，其特征在于：化學(xué)鍍工藝所用的銀化合物為硝酸銀、氧化銀或其他銀的無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物，化學(xué)鍍使用兩種溶液：一種是銀化合物水溶液，另一種是還原液，待鍍的玻璃粉加入還原溶液中，還原劑為抗壞血酸、三乙醇胺、葡萄糖、丙三醇、甲醛、水合肼等的一種或幾種或其它可以還原銀離子的化合物。上述的化學(xué)鍍工藝，其特征在于：銀化合物水溶液的濃度為：20g/L-200g/L，還原液的濃度為：10g/L-100g/L，銀化合物溶液的PH值由添加一定量的氨水進(jìn)行調(diào)節(jié)，PH值范圍為：7-13。反應(yīng)的方法可以是將銀化合物溶液逐步加入還原液中或?qū)⑦€原液逐步加入銀化合物溶液中，化學(xué)鍍的反應(yīng)溫度為：室溫-90℃。銀化合物的用量由復(fù)合材料中的玻璃粉與金屬銀的比例確定。還原劑的用量為比還原銀離子所需的量適當(dāng)過(guò)剩。反應(yīng)液經(jīng)過(guò)濾、清洗和烘干后，得到玻璃粉和銀的復(fù)合材料。上述的有機(jī)載體是由溶劑、有機(jī)樹脂組成，溶劑選用松油醇、DBE、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二丁酯、醇酯十二、乙二醇苯醚中的一種或幾種；有機(jī)樹脂選用乙基纖維素、松香樹脂、丙烯酸樹脂的一種或幾種，有機(jī)樹脂與溶劑的重量百分比為（10-30）：（90-70），有機(jī)載體的含量為5-20%。上述的有機(jī)添加劑包括觸變劑、流平劑、表面活性劑、消泡劑中的一種或幾種，有機(jī)添加劑含量為0.5-5%。本發(fā)明的無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑太陽(yáng)能電池正銀漿料，其特征在于，制造方法如下：（1）無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑的制備選用Te-Pb玻璃或Te-Bi系玻璃粉，根據(jù)玻璃粉與金屬銀的重量百分比:玻璃粉：金屬銀=(0.95-0.5):(0.05-0.5)，計(jì)算出玻璃粉和銀化合物的用量，分別配制銀化合物溶液和包含玻璃粉的還原液；用氨水調(diào)節(jié)銀溶液的PH值，使PH的范圍為：7-13，并加入適當(dāng)?shù)幕罨瘎┦共ＡХ郾砻婊罨y溶液逐漸加入玻璃粉還原液中，加入過(guò)程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)的溫度可在室溫-90℃，根據(jù)還原劑種類選用不同的反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間30-120min。反應(yīng)后對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾和清洗，經(jīng)烘干后得到玻璃-銀的復(fù)合材料。（2）有機(jī)載體的配制將有機(jī)樹脂和溶劑按（10-30）：（90-70）重量比進(jìn)行稱量，然后將高分子樹脂和溶劑攪拌加熱至80-100℃，直到樹脂溶解，冷卻后過(guò)濾得到有機(jī)載體。（3）漿料的配制將金屬銀粉按原料重量的70-90％，無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑1-10％，有機(jī)載體5-20％，有機(jī)添加劑0.5-5％進(jìn)行稱量并混合攪拌。攪拌均勻后在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行多次研磨，通過(guò)一定的研磨過(guò)程得到均勻分散的漿料，漿料粒度＜10μm，粘度（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)）120-220Pa.s。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明通過(guò)一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑的設(shè)計(jì)，制備出附著力高、轉(zhuǎn)換效率好的正銀漿料。正銀漿料中一般加玻璃料作為無(wú)機(jī)粘接劑，玻璃料通常采用Te-Pb玻璃體系，該玻璃材料的銀電極附著力較小，電池的轉(zhuǎn)換效率也需要進(jìn)一步提高。本發(fā)明采用化學(xué)鍍技術(shù)，先對(duì)玻璃料進(jìn)行特殊處理，通過(guò)活化、還原、清洗過(guò)濾、烘干等工藝，制備出了玻璃料和金屬銀的無(wú)機(jī)復(fù)合材料，用這種復(fù)合材料制作出的正銀漿料，不僅電極附著力強(qiáng)，電池的轉(zhuǎn)換效率也明顯提升，有利于太陽(yáng)能電池的推廣應(yīng)用。正銀漿料在燒結(jié)過(guò)程中將發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)。首先，正銀漿料需要腐蝕掉電池表面的SiNx減反射膜，金屬銀粉才能與硅基體產(chǎn)生接觸，這就要求玻璃對(duì)SiNx要有很好的腐蝕作用。其次，金屬銀粉要與電池發(fā)射區(qū)形成歐姆基礎(chǔ)，需要在銀電極和n-硅之間產(chǎn)生粒度均勻的銀晶粒，形成導(dǎo)電通道，這就需要玻璃熔化時(shí)對(duì)銀粉有很好的溶入與析出能力。正銀漿料中添加玻璃和銀的復(fù)合材料時(shí)，由于玻璃表面的納米或亞微米銀層將首先熔化，有利于玻璃與銀形成液態(tài)，更好地包覆銀顆粒，促進(jìn)銀顆粒力的熔化和長(zhǎng)大，同時(shí)，也有利于對(duì)電池表面的SiNx進(jìn)行腐蝕，最終的效果就是增加了電極銀層與硅片的附著力，同時(shí)降低電池的串聯(lián)電阻，提高電池的轉(zhuǎn)換效率。具體實(shí)施方式無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑正銀漿料的生產(chǎn)工藝如下。1.無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑的制備：選用Te-Pb玻璃或Te-Bi系玻璃粉，根據(jù)玻璃粉與金屬銀的重量百分比:玻璃粉：金屬銀=(0.95-0.5):(0.05-0.5)，計(jì)算出玻璃粉和銀化合物的用量，分別配制銀化合物溶液和包含玻璃粉的還原液；用氨水調(diào)節(jié)銀溶液的PH值，使PH的范圍為：7-13；加入適當(dāng)?shù)幕罨瘎┦共ＡХ郾砻婊罨?；將銀溶液逐漸加入玻璃粉還原液中，加入過(guò)程中進(jìn)行攪拌，反應(yīng)的溫度可在室溫-90℃，根據(jù)還原劑種類選用不同的反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間30-120min。反應(yīng)后對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾和清洗，經(jīng)烘干后得到玻璃-銀的復(fù)合材料。2.選用合適的金屬銀粉。3.配制有機(jī)載體。4.漿料配制：按一定比例稱量金屬銀粉、復(fù)合玻璃粘結(jié)劑、有機(jī)載體，并加入有機(jī)添加劑進(jìn)行混合攪拌。攪拌均勻后在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，通過(guò)一定的研磨過(guò)程得到均勻分散的漿料，漿料粒度小于10μm，粘度（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)）120-220Pa.s。實(shí)施例1一種無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑太陽(yáng)能電池正銀漿料（配制100g），其生產(chǎn)工藝如下。1.無(wú)機(jī)復(fù)合材料添加劑的制備（配制100g）玻璃粉：金屬銀=0.9:0.1，稱90克Te-Pb玻璃粉，按20g/L濃度配制含玻璃粉的還原液，還原劑為三乙醇胺，三乙醇胺稱量為20克；稱15.87克硝酸銀，配制濃度為30g/L的硝酸銀溶液，并加入適量氨水，調(diào)節(jié)溶液的PH為11。將配制的硝酸銀溶液緩慢加入玻璃還原液中，反應(yīng)溫度：40℃，反應(yīng)時(shí)間60min，對(duì)反應(yīng)液過(guò)濾、清洗并烘干。2.金屬銀粉選用D50為1.9um，密度為5.8g/cm3的球形粉。3.有機(jī)載體配制。松油醇5g，DBE3g,二乙二醇丁醚2g，乙基纖維素1g，松香樹脂1g，并在80-100℃加熱處理，使其充分溶解混合。4.漿料配制：按相同的配方，分別用上述的玻璃粉和無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑配制漿料，金屬銀粉86g，玻璃粉或無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑4g，有機(jī)載體9g，有機(jī)添加劑1g，并在容器中攪拌分散均勻后進(jìn)行三輥研磨，控制漿料的粘度粘度：120-220Pa.s（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)），漿料的粒度小于10μm。4.漿料性能：粘度：120-220Pa.s（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)）；漿料細(xì)度：≤10μm；絲網(wǎng)印刷：360目不銹鋼絲網(wǎng)印刷，34um線寬；燒結(jié)：隧道爐,高溫(750-850℃)/1-3S；電池性能對(duì)比：添加玻璃粉添加無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑轉(zhuǎn)換效率（%）(單晶)19.8119.93附著力(N)2.63.2實(shí)施例2一種無(wú)鉛復(fù)合玻璃粘結(jié)劑太陽(yáng)能電池正銀漿料（配制100g），其生產(chǎn)工藝如下。1.無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑的制備（配制100g）玻璃粉：金屬銀=0.7:0.3，稱70克Te-Bi玻璃粉，按20g/L濃度配制含玻璃的還原液，還原劑為甲醛；稱47.62克硝酸銀，配制濃度為50g/L的硝酸銀溶液，并加入適量氨水，調(diào)節(jié)溶液的PH為12。將配制的硝酸銀溶液緩慢加入玻璃還原液中，反應(yīng)溫度：70℃，反應(yīng)時(shí)間40min，對(duì)反應(yīng)液過(guò)濾、清洗并烘干。2.金屬銀粉選用D50為1.7um，密度為5.7g/cm3的球形粉。3.有機(jī)載體配制。醇酯十二5g，DBE3g,二乙二醇丁醚醋酸酯2g，乙基纖維素1.5g，松香樹脂0.8g，并在80-100℃加熱處理，使其充分溶解混合。4.漿料配制：按相同的配方，分別用上述的玻璃粉和無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑配制漿料，金屬銀粉86g，玻璃粉或無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑4g，有機(jī)載體8g，有機(jī)添加劑2g，并在容器中攪拌分散均勻后進(jìn)行三輥研磨，控制漿料的粘度粘度：120-220Pa.s（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)），漿料的粒度小于10μm。5.漿料性能：粘度：120-220Pa.s（25℃下，14號(hào)轉(zhuǎn)子/10轉(zhuǎn)）；漿料細(xì)度：≤10μm；絲網(wǎng)印刷：400目不銹鋼絲網(wǎng)印刷，34um線寬；燒結(jié)：隧道爐,高溫(750-850℃)/1-3S；電池性能對(duì)比：添加玻璃粉添加無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑轉(zhuǎn)換效率（%）(多晶)17.8918.03附著力(N)2.83.6當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3