[发明专利]一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，尤其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。现有太阳能电池的背面为能在硅片背面形成的n型区域内，使n型硅反型为p型硅，一般通过在太阳能电池的背面印刷铝导电浆料，形成一个反射光子的铝箔和一个收集电池片背面电流的背电场。后再在背电场和太阳能电池的正面分别印刷银导电浆料形成电极珊线，干燥、烧结后制备太阳能电池电极。

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(乙烯与醋酸乙烯的共聚物)胶膜粘结后不起铝灰。

导电浆料一般由导电金属粉、玻璃粉及有机载体组成，现有技术有为对上述性能进行改性，制备性能优良的导电浆料，而在玻璃粉中添加Ga、In、Ta或钨、钼、金粉等功能金属粉，金属粉与玻璃粉机械球磨混合制备金属玻璃混合粉在导电浆料中用做无机粘结剂，改变玻璃粉的线膨胀系数，改善太阳能电池片的弯曲度，提高电池片的光电转换效率，但该方法制得的导电浆料很容易在铝粉中形成异相杂点，从而在烧结后形成单独的铝疱，严重影响电池的外观和后续的使用，且其光电转化效率也并不理想，同时由于非铝金属功能元素的加入，由于银、铝及这些功能元素间均存在热膨胀性的差异，导致与硅基体和背银电极接触重叠的部分其的耐刮擦性能不佳，存在较严重的掉粉现象，影响电池的电化学性能和使用寿命。同时现有导电浆料均存在漏网现象，例如长时间静置(如大于20分钟)在不锈钢丝网上时，很容易漏网，浆料施工性能差，，贮存容易分层，储存性能差，易结块，不利于运输、保存和使用。

发明内容

本发明为解决现有的导电浆料存在漏网现象，施工性能差且浆料不稳定，易结块沉降，同时制备的太阳能电池背电场铝膜有铝疱，与硅基体和背银电极接触重叠的部分存在掉粉现象，且电池片的光电转化效率也不理想的技术问题，提供一种不存在漏网现象且浆料稳定，不易结块沉降，同时制备的太阳能电池背电场铝膜不起铝疱，外观完美，与硅基体和背银电极接触重叠的部分耐刮擦性能好，且提高电池片的光电转化效率的太阳能电池用导电浆料。

导电浆料包括铝粉、无机粘结剂、有机载体及金属-玻璃复合粉，其中，金属-玻璃复合粉为纳米颗粒，且金属-玻璃复合粉为核壳结构，核材料为玻璃粉，壳材料为金属。

本发明的发明人意外发现本发明的导电浆料储存稳定性好，不易沉降结块，且丝网印刷时不易漏网，烧结后，铝膜表面光滑，呈灰白色，无铝疱、铝珠，而且采用无尘布擦拭与背银电极接触重叠的铝膜部分，无任何擦拭痕迹，不掉粉。制得的太阳电池的串联电阻明显降低，填充因子明显增大，且单晶硅电池片的平均光电转化效率高达18.20％以上。

同时本发明的导电浆料流变性好，施工性能好，易干燥。在烧结后形成的膜层致密，烧结厚度均匀，硅片弯曲小，且电池片的方阻小，形成的电池开路电压(V_oc)高。

推测原因可能因为本发明的导电浆料含有纳米金属-玻璃复合粉，金属-玻璃复合粉中的金属，可以作为导电浆料提供功能相，改善太阳能电池片的弯曲度，提高电池片的光电转换效率；同时金属均匀包覆与玻璃粉表面也一定程度上降低了金属粉的熔点，即金属-玻璃复合粉较易熔融，同时材料的比表面较高，在导电浆料烧结熔融时能较容易相互渗透并均匀熔于铝粉中，不仅可以降低太阳能电池的串联电阻，提高太阳能电池片的光电转换效率，同时不在铝粉中形成异相杂点，使导电浆料烧结后的铝膜光滑，不起疱，外观良好。同时本发明的金属-玻璃复合粉为核壳结构，在导电浆料烧结熔融时金属能很好的与自身内部的核材料纳米玻璃粉融合，从而更均匀的溶于无机粘接剂中，可以抑制由于非铝金属元素的引入而导致的重叠部分铝膜和电极附着力降低。而且本发明的金属-玻璃复合粉为纳米颗粒，纳米效应使导电浆料体系中形成三维网状结构，浆料粘度大，不容易漏网，且浆料均匀，性能稳定，长期储存，不发生沉降结块现象，同时此种三维网络结构能在高剪切力的作用下被破坏，聚集体颗粒能有序沿流动方向定向运动，具有良好的触变性能，丝网印刷漏出顺利，导电浆料的施工性能好。

本发明同时提供了一种太阳能电池用导电浆料的制备方法，步骤包括：

A、采用化学还原沉积法制备核材料为玻璃粉，壳材料为金属的纳米金属-玻璃复合粉；