[发明专利]无铅太阳能电池银浆及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种太阳能电池导电电极生产的原料，尤其涉及无铅太阳能电池银浆及其制备方法。

背景技术：

太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极可直接将电能输出。

为了将太阳能电池产生的光生电流引出，必须在太阳能电池的表面制作出正反电极。常用的电极制作工艺有磁控溅射、真空蒸镀和丝网印刷烧结等，但是磁控溅射、真空蒸镀方法的生产成本太高，经济性差。目前，在太阳能电池生产企业中，普遍使用含铅的太阳能电池导电银浆，通过丝网印刷、低温烘干、高温烧结工艺制成太阳能电池的电极。现有导电银浆由银粉、玻璃粘合剂、有机溶剂等原材料按不同配比制备而成。其中银粉为导电介质；玻璃粘合剂在高温烧结时熔化，在银粉和硅基底之间形成欧姆接触；有机溶剂主要起分散和包裹作用，将银粉颗粒均匀的包裹起来，使得导电银浆不容易产生沉淀和氧化。

导电银浆的质量直接影响太阳能电池的串联电阻和电池光电转换效率，它是太阳能电池生产中的一个非常关键的技术要点。目前太阳能电池导电银浆所采用的玻璃粘合剂是一种铋-硅-铅玻璃混合粉末，该种玻璃粉末虽然具有软化温度较低、电性能稳定等优点，但是该体系含铅比例较高，对环境的污染较大，不符合环保要求。在太阳能电池日益普及的情况下，含铅太阳能电池导电银浆的使用已受到限制，不久将逐渐被淘汰，必须研制高导电性能的无铅导电银浆，以满足大规模太阳能电池生产需求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无铅太阳能电池银浆，在满足太阳能电池电性能的前提下，使国产太阳能电池能够满足国际市场对太阳能电池的无铅环保要求。

本发明采用的技术方案是：

一种无铅太阳能电池银浆，其特征是：其组分及重量百分比如下：导电银粉70～85％；无铅玻璃粘合剂5～10％；有机载体5.5～25％，所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成，两者间的重量比为3∶1～7∶1，所述导电银粉为精细球形导电银粉，银粉粒径为0.2-2μm；所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的任一种或它们的组合；所述有机添加剂为乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂中的任一种或它们的组合；所述无铅玻璃粘合剂采用铋-硅-锑玻璃体系，其组分及重量百分比为：Bi₂O₃ 70～85％；SiO₂ 5～15％；Sb₂O₃2～15％；Al₂O₃ 1～5％；ZnO 0～3％；MgO 0～3％；TiO₂ 0～3％。

所述无铅太阳能电池导电银浆的制备方法如下：

(1)、无铅玻璃粘合剂的制备：

按无铅玻璃粘合剂的组分及重量百分比配备原料：

Bi₂O₃ 70～85％；SiO₂ 5～15％；Sb₂O₃ 2～15％；Al₂O₃ 1～5％；ZnO 0～3％；MgO 0～3％；TiO₂ 0～3％；

将上述原料按照重量比称重，混合均匀后放于高温马孚炉进行加热，温度控制在：1000-1400℃，保温：30-60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨；

(2)、有机载体制备；

将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例3∶1～7∶1进行混合搅拌均匀即可；

(3)、太阳能电池导电银浆的制备：

将导电银粉70～85％，无铅玻璃粘合剂5～10％，有机载体5.5～25％，进行称重在容器中搅拌均匀放入行星球磨机中进行球磨，即得到均匀的无铅太阳能电池银浆。

按本发明配方所获得的太阳能电池银浆不含铅，完全符合环保要求，能在太阳能电池表面形成附着力强、低欧姆接触电阻的导电电极，电池光电转换效率高，是含铅银浆的理想取代物。

具体实施方式：

本发明无铅太阳能电池银浆实施例见下表：

本发明所得无铅太阳能电池银浆的技术参数如下：

最大粒径≤15μm；平均粒径≤9μm；粘度160-300Pa.s；固含量81-83.5wt％；方阻率≤5mΩ/□；烧结温度850-950℃。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例，凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明保护的范围。