[发明专利]太阳能电池用导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电浆料及其制备方法，更具体地说，本发明涉 及一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法。

背景技术

太阳能作为一种绿色能源，以其取之不竭、无污染、不受地域资 源限制等优点越来越受到人们的重视。现有硅基太阳能电池一般通过 将含有导电性金属粉末、玻璃粉及有机载体的导电浆料印刷在硅基材 上，进行干燥和烧制制备电极。太阳电池硅基材的正面电极一般为负 极，涂覆的导电浆料通常为导电银浆；背面电极一般为正极，涂覆的 导电浆料通常为导电铝浆。

导电铝浆属于电子信息材料之一，是制作硅基太阳能电池的重要 材料，对太阳能电池的性能有着很大的影响。现有对导电铝浆料的研 究主要为，(1)提高太阳能电池的光电转换效率；(2)铝膜在烧结后 对硅基体附着力牢固，即烧结后不起铝珠和不起泡；(3)硅片烧结后 不弯曲或尽可能少弯曲；；(4)保证太阳电池组件和EVA胶膜。特别 是由于硅和铝的热膨胀系数有很大差异，在浆料烧结后，基材很容易 变形，产生翘曲，背面电极层的背面侧形成凹状，导致制备的太阳能 电池产生裂纹，降低了成品率。因此成为现有研究的热点和难点。

现有技术有通过向导电浆料中添加铝有机化合物来减少硅基材 的翘曲，但此种技术需将背面电极层减薄，则会导致最后的光转化效 率降低；也有通过向导电浆料中添加有机化合物粒子和碳粒子至少一 种来抑制烧成时的铝电极收缩，从而减少硅基材的翘曲，根据该方法， 添加的有机化合物粒子或碳粒子在浆料中以固体粒子状态存在，在烧 结时燃烧消失，会在电极内形成多个细微的空孔，能够抑制基材的翘 曲，但这些空孔的形成，会很大程度降低铝电极的机械强度和密着性； 也有通过向导电浆料中添加晶须来解决这些问题的，但其制备的太阳 能电池光电转化效率并不高。

现有技术也有通过在硼硅酸铅玻璃粉中添加一定量的镓、铟或铊 功能元素重新熔炼，由于添加的镓、铟或铊金属元素能改变玻璃粉的 线膨胀系数，一定程度上可减少硅片的弯曲程度；同时添加的镓、铟 或铊金属元素也能增强玻璃粉的导电率，一定程度上提高电池片的光 电转换效率，但该方法使用了镓、铟或铊等稀有金属元素，原材料来 源较难，并且铊等金属元素有毒，另外该类元素要和玻璃粉重新熔炼， 制备工艺复杂烦琐，不利于大批量生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术制备具有小程度弯曲、光电转 化效率高的电池片的导电浆料原料难得、工艺复杂，不利于大批量生 产的缺点，提供一种电池片弯曲程度小，光电转换效率高、原料易得、 制备简单易工艺化的导电浆料及其制备方法。

一种太阳能电池用导电浆料，包括金属粉、玻璃粉和有机载体， 所述金属粉包括铝粉，及钨、钼、金粉中的一种或几种。

金属钨、钼粉的线膨胀系数(钨4×10^-6/℃，钼5.1×10^-6/℃)与 硅材料的(硅：4.2×10^-6/℃)的非常接近，即由温差引起的膨胀效果 与硅大致相当，远小于铝的线膨胀系数(铝：23.0×10^-6/℃)小，因 此在含量相同及在相同温差情况下，添加有钨、钼粉的导电浆料在烧 结后的热膨胀小，烧结后形成的膜层的线膨胀率更接近于晶体硅，很 大程度上缓和了烧结后电池片的弯曲，明显减小了电池片的弯曲程 度；金属金的线膨胀系数(14.2×10^-6/℃)也远小于铝的线膨胀系数， 在一定程度上很好的缓解了膨胀，减少了烧结后电池片的弯曲，特别 是金导电性能更优，甚至优于铝粉，在保持同样方块电阻的情况下可 以减少铝粉的用量。

同时本发明的发明人意外发现本发明制备的导电浆料不仅很好 的符合太阳能电池的要求，很好的解决了电池片烧结后易翘曲的问 题，而且本发明提供的导电浆料最终制备的太阳能电池的光电转换效 率也比较高，能达到17％以上，符合现有技术的高发展；同时导电浆 料烧结后的铝膜对硅基体附着力牢固，不起铝珠、不起泡；并且与 EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)层压粘接后不容易起“铝灰”。本发 明的金属-玻璃相中的金属相对来说原材料来源较容易，并且此金属 元素污染小，一定程度上降低了成本。

本发明同时提供了该种太阳能电池用导电浆料的制备方法，包括 将金属粉、玻璃粉及有机载体混合，其中，金属粉包括铝粉，及钨、 钼、金粉中的一种或几种。