[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

本发明是关于一种导电浆料及其制备方法，更具体地说，本发明是关于一种太阳能电池用导电银浆及其制备方法。

背景技术

太阳能电池用的正面和背面导电浆料一般都由金属粉、玻璃粉和有机载体等原料配制而成。以导电银浆为例，玻璃粉高温熔化，使得硅表面的太阳光减反射层融化，从而使导电浆料中的银与硅表面接触，而银粉在玻璃粉的作用下，高温时可与硅形成Ag/Si导电小岛，银导线与硅可形成良好的欧姆接触；同时，玻璃粘结剂将银粉附着在硅片表面，将导电小岛连接在一起，形成致密均匀的导电膜，由此可见，玻璃粉是导电浆料中的重要组成部分。

现有技术中，玻璃粉配方主要是以氧化物为基体，如氧化铅、氧化硅、氧化硼。若直接将氧化物混合，由于在制备太阳能电池片过程中，烧结温度不高（通常只有800-900℃），各种氧化物之间无法熔融烧结成均匀的整体，从而无法达到玻璃粉的化合物形态效果，所以需要高温熔化后使得各种氧化物熔融且先形成玻璃粉的化合物形态（如硼硅酸铅），淬火后成分均匀，才能达到玻璃粉的效果，以便于进一步的使用。现有玻璃粉配方制备玻璃粉的方法一般包括以下步骤： (1)将所有原料充分混合；(2)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入电炉中保温一段时间； (3)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬火； (4)将片状或者颗粒状玻璃和原料一起放入球磨机球磨； (5)将球磨后的玻璃粉过筛，装袋。该方法制备的玻璃粉软化点一般在450-600℃，浆料印刷在电池片上进行最后的烧结过程中，有机载体挥发温度低，一般在300-400℃时就挥发了大半，而玻璃粉还没有开始软化，这样的后果就是使得作为低温粘结剂的有机载体无法起到粘结的作用，通常高温粘结剂的玻璃粉还没有开始发挥作用，浆料在硅片上就会坍塌，导致宽度增加，遮挡硅片的吸光面积，从而降低电池片效率。

发明内容

本发明为解决现有技术中玻璃粉和有机载体在浆料烧结过程中存在的粘结真空问题，提供一种导电浆料，该浆料包括银粉、玻璃粉和有机载体，其中，所述玻璃粉包含硼硅酸铅玻璃和水合物，所述水合物为元素周期表I-II主族类水合物。所述元素周期表I-II主族类水合物为含有第一二主族金属元素的含有结晶水的水合物。

本发明的发明人发现，元素周期表I-II主族类水合物一般熔点较低，在300-400℃时已经开始软化或熔化，能够发挥粘结的作用，其所含的水分子也能在挥发过程中打通挥发路径，有助于有机载体挥发完全，从而改善浆料的烧结、提高电池片的效率。

本发明还提供了上述导电浆料的制备方法，包括将银粉、玻璃粉和有机载体混合研磨得导电浆料，其中，所述玻璃粉为本发明所提供的玻璃粉。

本发明提供的玻璃粉，解决了浆料印刷后烧结造成的坍塌问题，有效地避免了玻璃粉和有机载体之间的粘结真空，由本发明提供的玻璃粉制得的导电浆料进而制得的太阳能电池片光电转换效率高，高宽比大。

具体实施方式

本发明提供了一种玻璃粉，该玻璃粉包含硼硅酸铅玻璃和水合物，所述水合物为元素周期表I-II主族类水合物。

根据本发明，所述硼硅酸铅玻璃的主要成分为：氧化硅50-75w%，氧化硼3-17wt%，氧化铅15-29wt%，余量为碱金属或碱土金属的氧化物。

优选地，所述水合物优选自十水合四硼酸钠、五水合偏硅酸钠、十水合碳酸钠、七水合硫酸镁和二水合硫酸钙中的一种或几种。

优选地，以所述玻璃粉的总重量为基准，所述硼硅酸铅玻璃含量为70-95wt％，所述水合物含量为5-30wt％。进一步优选地，以所述玻璃粉的总重量为基准，所述硼硅酸铅玻璃含量为80-90wt％，所述水合物含量为10-20wt％。

本发明还提供了上述玻璃粉的制备方法，包括步骤：将硼硅酸铅玻璃、水合物混合制得玻璃粉。具体可描述为：将氧化硼、氧化硅和氧化铅混合后， 1200-1400℃熔融，水淬后球磨，再高速搅拌下加入水合物，混合均匀制得本发明所述的玻璃粉。

上述玻璃粉的制备方法进一步优选地，可描述为，步骤1：将氧化铅、氧化硼和氧化硅放入球磨罐中，加入磨球（如氧化锆、氧化铝、玛瑙），球料比为3-8:1，球磨介质可以为去离子水或无水乙醇，球磨转速为200-500转/h，球磨时间为8-48h，球磨完毕后取出，80℃烘干，得到混料；步骤2：按比例称量水合物，将步骤1所得混料和水合物放入搅拌罐中，通过砂磨机高速（500-1000转/min）搅拌，搅拌10-30分钟即得本发明玻璃粉。