一種硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子器件的制造工藝及其材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料及其制備方法。所述無鉛主柵漿料包含以下重量百分比的組分：球形銀粉55?75wt%、片狀銀粉2.5?10wt%、玻璃粉1?3wt%以及有機載體15?40wt%，所述球形銀粉的粒徑為0.5?2.5μm，振實密度為3.0?4.0 g/ml，所述片狀銀粉的粒徑為2.5?5μm，振實密度為2.0?3.5 g/ml，所述玻璃粉為Bi2O3－SiO2－B2O3－TeO2－ZnO玻璃體系，所述無鉛主柵漿料中各組分分散性好，燒結(jié)后制得的硅太陽能電池產(chǎn)品具有穩(wěn)定的電氣性能，提高了太陽能硅片的有效采光面積、提高太陽能片的轉(zhuǎn)化效率。
【專利說明】
-種括太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子器件的制造工藝及其材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種娃太陽 能電池正面電極無鉛主柵漿料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域中繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快、最 大的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，光伏發(fā)電中的太陽能電池仍然是W晶體娃太陽電池為主，一枝獨秀，市場 份額大90%，大面積商品化太陽電池效率可達18-19%。目前太陽能電池片生產(chǎn)廠家在背面電 極方面均采用低銀含量的背電極漿料W及改變背電極的圖形設(shè)計減少用銀量，能有效降低 太陽能漿料背電極的生產(chǎn)成本;而對于正電極生產(chǎn)廠家一方面通過減少細柵線的寬度尺寸 來降低細柵線的用漿量，但對正銀漿料的印刷過網(wǎng)性要求相對更高，另一方面采用縷空主 柵設(shè)計，W減少銀漿用量，但對后期組件制造時的焊接可靠性會有影響，對組件長期使用的 穩(wěn)定性帶來一定程度的風(fēng)險。太陽能電池正面電極設(shè)計的主柵線和細柵線在功能上是發(fā)揮 著不同作用的。細柵的功能主要是收集電池表面由于光照所產(chǎn)生的光電子流，它需要與電 池的娃基材產(chǎn)生優(yōu)良的歐姆接觸。主柵線的主要功能是收集細柵線的電流并且提供組件制 作時的焊接點，它需要與焊帶產(chǎn)生優(yōu)良的焊接結(jié)合力和無電阻接觸。目前傳統(tǒng)的娃電池制 造采用一次絲網(wǎng)印刷工藝制作正面電極，其主柵和細柵均使用同種銀漿，即不能充分發(fā)揮 兩種柵線材料功能的最優(yōu)化，又浪費材料的使用。用低銀含量的主柵電極漿料取代傳統(tǒng)的 高銀含量正銀用作電池片正電極的主柵，從而減少傳統(tǒng)高銀含量正銀的用量降低生產(chǎn)成 本。隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外的光伏太陽能生產(chǎn)廠家、漿料生產(chǎn)廠家越來越多，市 場的競爭趨向劇烈，如何保證在滿足或提高太陽能電池片廠家的性能要求的前提下，有效 降低漿料生產(chǎn)的成本、提高產(chǎn)品的競爭將成為漿料生產(chǎn)廠家的重點研究對象。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料及其 制備方法，所述無鉛主柵漿料中各組分分散性好，燒結(jié)后制得的娃太陽能電池產(chǎn)品具有穩(wěn) 定的電氣性能，提高了太陽能娃片的有效采光面積、提高太陽能片的轉(zhuǎn)化效率。
[0006] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取了 W下技術(shù)方案： 一種娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，所述無鉛主柵漿料包含W下重量百分比的 組分:球形銀粉55-75wt%、片狀銀粉2.5-lOwt%、玻璃粉l-3wt%W及有機載體15-40wt%，所述 球形銀粉的粒徑為0.5 -2.5ym，振實密度為3.0-4.0 g/ml，所述片狀銀粉的粒徑為2.5 -5y m，振實密度為2.0-3.5g/ml，所述玻璃粉為Bi203-Si化一B2化一Te化一化0玻璃體系。
[0007] 在一種實施方式中，所述玻璃粉的粒徑為0.，比表面積為3.5-5.5mVg。
[000引在一種實施方式中，所述玻璃粉的軟化溫度在450-550°C。
[0009] 在一種實施方式中，所述有機載體為高分子樹脂和有機溶劑。
[0010] 在一種實施方式中，所述高分子樹脂為乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、聚氨醋樹脂、松香 樹脂、丙締酸樹脂、聚酷胺樹脂中的一種或幾種組合。
[0011] 在一種實施方式中，所述有機溶劑為松油醇、下基卡必醇、下基卡必醇醋酸醋、醇 醋12、DBE、芳控、脂肪控中的一種或幾種組合。
[0012] 在一種實施方式中，所述有機溶劑為松油醇和/或下基卡必醇。
[0013] 在一種實施方式中，所述有機載體在無鉛主柵漿料中重量百分組成是高分子樹脂 2-4%、有機溶劑 13-28〇/〇。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的在于提供娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料的制備方法， 包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組分配比，將稱量好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按 料:錯球=1:1比例加入錯球，進行15~24小時混合、球磨處理至細度< 7皿后過濾出料，再和 球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過=漉社機漉社至細度含7wiiW下，獲得娃太陽能電池正面電 極無鉛主柵漿料。
[0015] 本發(fā)明又一目的在于提供娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料在娃太陽能電池 正面電極中的應(yīng)用。
[0016] 參考W下詳細說明更易于理解本申請的上述W及其他特征、方面和優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0017] 除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)W及科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技 術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時，W本說明書中的定義為準(zhǔn)。
[0018] 如本文所用術(shù)語"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術(shù)語"包含"、"包掠'、 "具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合 物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可W包括未明確列出的其它要素或 此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0019] 連接詞"由…組成"排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此 短語將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料W外的材料，但與其相關(guān)的常 規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語"由…組成"出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時， 其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
[0020] 當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)W范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu) 選值限定的范圍表示時，運應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍 下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當(dāng)公開 了范圍"1至5"時，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和4-5"、 "1-3和5"等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意圖包括其端值和 在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分數(shù)。
[0021] 此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞"一種"和"一個"對要素或組分的數(shù)量要求 (即出現(xiàn)次數(shù)巧限制性。因此"一個"或"一種"應(yīng)被解讀為包括一個或至少一個，并且單數(shù) 形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯指單數(shù)形式。
[0022] -種娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，所述無鉛主柵漿料包含W下重量百分 比的組分:球形銀粉55-7 5wt%、片狀銀粉2.5-1 Owt%、玻璃粉I -3wt% W及有機載體15-40wt%， 所述球形銀粉的粒徑為0.5 -2.5叫1，振實密度為3.0-4.0 g/ml，所述片狀銀粉的粒徑為2.5 -5ym，振實密度為2.0-3.5 g/ml，所述玻璃粉為Bi2〇3 - Si化一B2化一Te化一化0玻璃體系。
[002引本發(fā)明所述"玻璃粉'為Bi 203 - Si化一B2化一Te化一ZnO玻璃體系，W所述玻璃粉的 質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，所述玻璃粉包含W下組份：30-80wt%的Te02,7-25wt%的Bi203，1-15wt% 的化0，l-15wt% 的 CaO，0.1-lOwt% 的 Si02，0-5wt% 的化 03。
[0024] 在一種優(yōu)選地實施方式中，所述玻璃粉的粒徑為0.1-化m，比表面積為3.5-5.5m^ 邑，軟化溫度在450-550°C。
[0025] 在一種優(yōu)選地實施方式中，所述有機載體為高分子樹脂和有機溶劑。
[0026] 在一種優(yōu)選地實施方式中，所述高分子樹脂為乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、聚氨醋樹 月旨、松香樹脂、丙締酸樹脂、聚酷胺樹脂中的一種或幾種組合。
[0027] 在一種優(yōu)選地實施方式中，所述有機溶劑為松油醇、下基卡必醇、下基卡必醇醋酸 醋、醇醋12、DBE、芳控、脂肪控中的一種或幾種組合;優(yōu)選地，所述有機溶劑為松油醇和/或 下基卡必醇。
[0028] 在一種優(yōu)選地實施方式中，所述有機載體在無鉛主柵漿料中重量百分組成是高分 子樹脂2-4%、有機溶劑13-28%。
[0029] 本發(fā)明的另一個目的在于提供娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料的制備方法， 包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組分配比，將稱量好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按 料:錯球=1:1比例加入錯球，進行15~24小時混合、球磨處理至細度< 7皿后過濾出料，再和 球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過=漉社機漉社至細度含7wiiW下，獲得娃太陽能電池正面電 極無鉛主柵漿料。
[0030] 本發(fā)明又一目的在于提供娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料在娃太陽能電池 正面電極中的應(yīng)用。使用本發(fā)明娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料在燒結(jié)后可W與電池 表面的純化層材料(如氮化娃，氧化娃等)發(fā)生結(jié)合，提供優(yōu)良的機械結(jié)合力，并且可W與焊 帶產(chǎn)生優(yōu)異的焊接結(jié)合力，焊接結(jié)合力在約3.5N/mmW上，制備的主柵電極的厚度為5.5-至 1化m。本發(fā)明的娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料在相同的燒結(jié)條件下，主柵電極與娃 基材的接觸電阻是細柵電極與娃基材的接觸電阻的10-500倍W上。
[0031] 實施方式： 實施方式1，一種娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，所述無鉛主柵漿料包含W下重 量百分比的組分:球形銀粉55-75wt%、片狀銀粉2.5-lOwt%、玻璃粉l-3wt%w及有機載體15-40wt%，所述球形銀粉的粒徑為0.5 -2.5ym，振實密度為3.0-4.0 g/ml，所述片狀銀粉的粒 徑為2.5 -5叫1，振實密度為2.0-3.5 g/ml，所述玻璃粉為Bi2〇3-Si〇2-B2〇3-Te〇2-aiO玻 璃體系。
[0032] 實施方式2,與實施方式1相同，不同的地方是，所述玻璃粉的粒徑為0.1-化m，比表 面積為 3.5-5.5m2/g。
[0033] 實施方式3，與實施方式1或2相同，不同的地方是，所述玻璃粉的軟化溫度在450-550 °C。
[0034] 實施方式4，與實施方式1相同，不同的地方是，所述有機載體為高分子樹脂和有機 溶劑。
[0035] 實施方式5,與實施方式4相同，不同的地方是，所述高分子樹脂為乙基纖維素、環(huán) 氧樹脂、聚氨醋樹脂、松香樹脂、丙締酸樹脂、聚酷胺樹脂中的一種或幾種組合。
[0036] 實施方式6，與實施方式4或5相同，不同的地方是所述有機溶劑為松油醇、下基卡 必醇、下基卡必醇醋酸醋、醇醋12、D邸、芳控、脂肪控中的一種或幾種組合。
[0037] 實施方式7,與實施方式6相同，不同的地方是，所述有機溶劑為松油醇和/或下基 卡必醇。
[0038] 實施方式8，與實施方式6相同，不同的地方是，所述有機載體在無鉛主柵漿料中重 量百分組成是高分子樹脂2-4%、有機溶劑13-28%。
[0039] 實施方式9,娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料的制備方法，其特征在于，包括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組分配比，將稱量好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按 料:錯球=1:1比例加入錯球，進行15~24小時混合、球磨處理至細度< 7皿后過濾出料，再和 球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過=漉社機漉社至細度含7wiiW下，獲得娃太陽能電池正面電 極無鉛主柵漿料。
[0040] 實施方式10,所述的娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料應(yīng)用于娃太陽能電池正 面電極。
[0041] 下面通過實施例對本發(fā)明進行具體描述。有必要在此指出的是，W下實施例只用 于對本發(fā)明作進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員 根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容做出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0042] 另外，如果沒有其他說明，所用原料都是市售的。
[0043] 娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料組分和配比，按照所述的預(yù)定比例，將稱量 好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按料:錯球=1:1比例加入錯球，進行15~24小時混 合、球磨處理至細度^ 7皿后過濾出料，再和球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過S漉社機漉社至 細度含7wiiW下，獲得娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料。
[0044] 首選，簡述本發(fā)明材料配方的基本方案:娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，所 述無鉛主柵漿料包含W下重量百分比的組分:球形銀粉55-75wt%、片狀銀粉2.5-lOwt%、玻 璃粉l-3wt%W及有機載體15-40wt%，所述球形銀粉的粒徑為0.5 -2.5叫1，振實密度為3.0-4.0 g/ml，所述片狀銀粉的粒徑為2.5 -5ym，振實密度為2.0-3.5 g/ml，所述玻璃粉為 Bi2化一Si化一B2化一Te化一化0玻璃體系。
[0045] 實施例1-6 娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其配方按照表1的1-6號配方(分別對應(yīng)1-6實施 例），將稱量好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按料:錯球=1:1比例加入錯球，進行15 ~24小時混合、球磨處理至細度^ 7WI1后過濾出料，再和球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過=漉 社機漉社至細度含7皿W下，獲得娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料。配方中所述玻璃粉 的粒徑為0.1-化m，比表面積為3.5-5.5mVg，軟化溫度在450-550°C ;所述有機載體為高分 子樹脂和有機溶劑;所述高分子樹脂為乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、聚氨醋樹脂、松香樹脂、丙締 酸樹脂、聚酷胺樹脂中的一種或幾種組合;所述有機溶劑為松油醇、下基卡必醇、下基卡必 醇醋酸醋、醇醋12、DBE、芳控、脂肪控中的一種或幾種組合;所述有機載體在無鉛主柵漿料 中重量百分組成是高分子樹脂2-4%、有機溶劑13-28%。
[0046] 按上述配方制得的娃太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，通過絲網(wǎng)印刷工藝形成 晶體娃太陽能電池電池片（125X 125規(guī)格）的娃太陽能電池正面電極，并進行性能測試，所 得的娃太陽能電池片性能良好，測試結(jié)果見表2。
[0047]
前述的實例僅是說明性的，用于解釋本發(fā)明的特征的一些特征。所附的權(quán)利要求旨在 要求可W設(shè)想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現(xiàn)的實施例僅是根據(jù)所有可能的實施例的組 合的選擇的實施方式的說明。因此，
【申請人】的用意是所附的權(quán)利要求不被說明本發(fā)明的特 征的示例的選擇限制。而且在科技上的進步將形成由于語言表達的不準(zhǔn)確的原因而未被目 前考慮的可能的等同物或子替換，且運些變化也應(yīng)在可能的情況下被解釋為被所附的權(quán)利 要求覆蓋。
【主權(quán)項】
1. 一種硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述無鉛主柵漿料包含以 下重量百分比的組分:球形銀粉55-75wt%、片狀銀粉2.5-lOwt%、玻璃粉l-3wt%以及有機載 體15-40wt%;所述球形銀粉的粒徑為0.5 -2.5μπι，振實密度為3.0-4.0 g/ml;所述片狀銀粉 的粒徑為2.5-511111，振實密度為2.〇-3.5 8/1111;所述玻璃粉為別2〇3 - 3丨02 - 82〇3 - 了6〇2 - ZnO玻璃體系。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述玻璃 粉的粒徑為0.1-3μπι，比表面積為3.5-5.5m 2/g。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述 玻璃粉的軟化溫度在450-550°C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述有機 載體為高分子樹脂和有機溶劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述高分 子樹脂為乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、松香樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂中的一種 或幾種組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述 有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯12、DBE、芳烴、脂肪烴中的一種或 幾種組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述有機 溶劑為松油醇和/或丁基卡必醇。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料，其特征在于，所述有機 載體在無鉛主柵漿料中重量百分組成是高分子樹脂2-4%、有機溶劑13-28%。9. 權(quán)利要求1所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料的制備方法，其特征在于，包 括： 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組分配比，將稱量好的玻璃粉和有機載體裝入球磨設(shè)備中，按 料:鋯球=1:1比例加入鋯球，進行15~24小時混合、球磨處理至細度< 7μπι后過濾出料，再和 球形銀粉和片狀銀粉混合經(jīng)過三輥乳機輥乳至細度< 7μπι以下，獲得硅太陽能電池正面電 極無鉛主柵漿料。10. 權(quán)利要求1至9任一項所述的硅太陽能電池正面電極無鉛主柵漿料在硅太陽能電池 正面電極中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01L31/0224GK105825912SQ201610315655
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】謝繼峰, 楊至灝, 左晨東, 曾文, 董淑斌
【申請人】浙江光達電子科技有限公司