一種晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于晶體硅太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種一種晶體硅太陽能電池正極導(dǎo) 電銀漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前關(guān)于太陽能電池的研究非?；钴S，太陽能電池有望成為未來電力供應(yīng)的主要 支柱，晶體硅太陽能電池是光伏市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品，而導(dǎo)體漿料是制作晶體硅太陽能電池 的主要輔助材料。這類漿料主要由導(dǎo)電金屬粉、無機玻璃粉、有機載體等混合軋制而成。其 種類主要有向光面銀漿、背光面銀漿、背場鋁漿等。
[0003] 目前對向光面銀漿的研究方向有兩個，一是如何在現(xiàn)有銀漿的基礎(chǔ)上，通過配方 改進，提高單片電池的光電轉(zhuǎn)換效率，另一個方面是在保證效率和性能的前提下，盡量采用 賤金屬替代銀而降低漿料的成本，以增加太陽電池發(fā)電的競爭力。
[0004][0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有的導(dǎo)電玻璃粉的導(dǎo)電性能差、電池光電轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)問 題，提供一種導(dǎo)電性能好、光電轉(zhuǎn)換效率高的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿及其制備方 法。
[0007] 本發(fā)明提供了一種晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀楽，以所述晶體硅太陽能電池正 極導(dǎo)電銀漿的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿中含有85_90wt%的銀 粉，5. O-lOwt%的有機載體，3. 0-8. Owt%的無機粘結(jié)劑；所述無機粘結(jié)劑包括無機金屬粉和 玻璃態(tài)氧化物粉；所述玻璃態(tài)氧化物粉為PbO和/或Bi2O 3所述無機金屬粉出現(xiàn)相變的溫度 為 150-550°C。
[0008] 本發(fā)明還提供了一種晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿的制備方法，將銀粉和無機 粘結(jié)劑分散于有機載體中，研磨后即得到所述晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿。
[0009] 本發(fā)明的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，當(dāng)銀漿經(jīng)過隧道爐時，因無機金屬粉 的熔點低，在玻璃態(tài)鹽氧化物熔融之前，該無機金屬粉逐漸軟化。而減反射膜中的氮化硅膜 在熔融的金屬粉氛圍下，并有玻璃態(tài)氧化物粉存在的條件下，一方面，硅氮鍵斷裂，其中的 硅與PbO或Bi 2O3反應(yīng)；另一方面，PbO或Bi2O3在破除氮化硅膜后，也可與硅襯底（N+型硅） 中的硅的反應(yīng)。PbO或Bi 2O3被還原成金屬Pb或Bi。而Si硅(不論是氮化硅膜中的硅還是 硅襯底的硅）均被氧化成SiO 2。
[0010] 反應(yīng)機理為： SixNy= xSi+ yN ； PbO +Si= SiO2 + Pb ; Bi2O3 +Si= SiO2 + Bi ; PbO或Bi2O3被還原成金屬Pb或Bi, -方面作為填充物對銀粉粒子之間空隙進行填充 及粘連，另一方面和硅襯底（N+型硅)粘連并形成硅合金。并且，PbO或Bi2O3在被還原得到 的金屬時，金屬原子在結(jié)晶形成微粒的初始階段時，粒徑處于納米范疇，因此，其填充及粘 接的效果，相比外添加的金屬粉或合金粉，效果會更好。本發(fā)明的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo) 電銀漿，無機金屬粉同樣作為粘接劑使用。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀楽，以所述晶體硅太陽能電池正 極導(dǎo)電銀漿的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿中含有85-9〇 Wt%的銀 粉，5. O-lOwt%的有機載體，3. 0-8. Owt%的無機粘結(jié)劑；所述無機粘結(jié)劑包括無機金屬粉和 玻璃態(tài)氧化物粉；所述玻璃態(tài)氧化物粉為PbO和/或Bi2O 3所述無機金屬粉出現(xiàn)相變的溫度 為 150-550°C。
[0013] 開始熔化的溫度點太低，則金屬粉熔融太早，玻璃態(tài)粉在未和硅反應(yīng)之前而易隨 熔融的金屬液流失，開始熔融的溫度點太高，則在玻璃態(tài)粉在未和硅反應(yīng)時，無法提供熔融 的合金液環(huán)境，并且間隙填充以及與硅襯低的硅形成合金的效果也不好。
[0014] 本發(fā)明所述的玻璃態(tài)氧化物粉是由PbO和/或Bi2O3經(jīng)熔融、水淬、球磨而成。PbO 或者M203經(jīng)熔融并水淬后，因急劇冷卻，其由晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變，在將其水冷后的玻璃態(tài) 渣球磨、烘干、過篩后，得到PbO或者Bi203的玻璃態(tài)氧化物粉。該玻璃態(tài)氧化物粉與普通 多種氧化物(如PbO、Bi203、B203、Si02等）混合原料形成的玻璃態(tài)物一樣，具有玻璃態(tài)的 轉(zhuǎn)變溫度Ts、膨脹曲線上的軟化溫度Tf，其中對漿料的燒結(jié)性能影響最大的是其軟化溫度 Tf，Tf主要由玻璃態(tài)的性質(zhì)決定，同時它也受玻璃態(tài)粉粒徑的影響，粒徑越小，軟化溫度越 低。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述無機金屬粉 為Pb單質(zhì)粉，Sn單質(zhì)粉，Pb單質(zhì)粉和Sn單質(zhì)粉的混合粉，Pb單質(zhì)粉和Bi單質(zhì)粉的混合 粉，Pb單質(zhì)粉、Sn單質(zhì)粉和Bi單質(zhì)粉的混合粉中的一種或多種。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述無機金屬粉 為金屬合金粉；所述金屬合金粉為Pb-Sn合金粉、Pb-Bi合金粉、Pb-Sn-Bi合金粉、Pb-Sn-Sb 合金粉、Pb-Sn-Bi-Sb合金粉中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明的無機金屬粉的加熱熔融出現(xiàn)相變的溫度點低，可以在玻璃態(tài)有機物軟化 之前先熔融，作為填充物對銀粉粒子之間空隙進行填充及粘連，另一方面，該無基金屬粉也 可以和硅襯底（N+型硅)粘連并形成硅合金。為使金屬粉末達到最佳的效果，本發(fā)明的金屬 粉優(yōu)先米用合金粉或單質(zhì)金屬粉的混合粉末，進一步優(yōu)選為Pb-Sn合金粉、Pb-Bi合金粉、 Pb-Sn-Bi合金粉、Pb-Sn-Sb合金粉、Pb-Sn-Bi-Sb合金粉中的至少一種的合金粉，因為合金 粉（除共晶點外）的熔融溫度為一個區(qū)域范圍，這樣的與玻璃態(tài)粉的熔融方式類似，可以促 使玻璃態(tài)粉和硅反應(yīng)。本發(fā)明的金屬單質(zhì)粉或金屬合金粉可采用氮氣霧化法或其他方法生 產(chǎn)，也可以商購。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，以無機粘結(jié)劑 的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述玻璃態(tài)氧化物粉的含量為10-50wt%，所述無機金屬粉的含量為 50-90wt%〇
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述玻璃態(tài)氧化 物粉的中粒徑D50為0. 2-1. 5微米。所述金屬單質(zhì)粉的中粒徑D50為0. 2-1. 5微米。所述 金屬合金粉的中粒徑D50為0. 2-1. 5微米。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述Bi2O 3的軟化 點為500-600°C。所述PbO軟化點為600-700°C。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述銀粉的中粒 徑D5tl為0. 3-0. 8微米，比表面積I. 0m2/g，振實密度4. Og/cm3。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所提供的晶體硅太陽能電池正極導(dǎo)電銀漿，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電銀漿還 包括增稠劑和助劑。所述增稠劑沒有特別的限制，可以為本領(lǐng)域常用的各種增稠劑，如可以 為乙基纖維素、硝基纖維素、醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂中的至少一種。 所述的助劑為聚酰胺粉末、改性氫化蓖麻油、十六醇