[发明专利]一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明申请涉及一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

太阳能背电极用导电银浆是太阳能电池的重要材料，在太阳能电池电极中起到导电、焊接等作用。目前，太阳能背电极用导电浆料主要有正面电极用银浆、背电极用铝浆、银铝浆和银浆。因为银铝浆在导电性、可焊性等方面都差于银浆，所以现在银铝浆正在逐渐被替代。

虽然银浆在导电性、可焊性、附着力等方面性能优异，但是由于全世界银的矿藏量有限，这几年又过度开发，造成了贵金属银这几年价格的猛增，使企业生产成本的增加。由于生产企业近几年的急速增多，市场竞争激烈，厂家不断压低银浆的价格，而外资企业利用技术优势，占领高端市场，进一步造成利润的降低。并且，银在直流偏压作用下，容易发生迁移导致短路，大大降低应用的安全系数。所以，需寻找一种价格便宜且导电性好的金属来代替金属银，用这种金属浆料应用于硅太阳能电池的电极上。

根据金属单质的导电机理，金属铜具有良好的导电性，铜的体积电阻率为1.70×10^-6Ω·cm，仅次于银(1.62×10^-6Ω·cm)，并且金属铜来源广泛，价格便宜，完全可以替代金属银，作为硅太阳能电池电极用浆料，并且金属铜具有优异的可焊接性能，制备成铜浆烧结后金属层具有可焊接性。

发明内容

本发明申请即是针对目前硅太阳能电池电极浆料中存在的上述问题，提供一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆及其制备方法，所述的无铅铜浆成本低廉、具有优异导电性和可焊接性，可代替银浆作为太阳能电池用电极浆料。

本发明申请的一个目的是提供一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆，采用如下的技术方案：

一种硅太阳能电池电极用无铅铜浆，所述的无铅铜浆由以下质量百分含量的各种组分制备而成：

混合铜粉：60％～85％；            无机粘合剂：1％～10％；

有机粘合剂：10％～30％；          混合添加剂：1％～30％；

有机溶剂：5％～20％；

其中，混合铜粉包括粒径分布为0.5～2μm的铜粉A、粒度分布为1～3μm的铜粉B和粒径分布为4～7μm的铜粉C，三种铜粉的质量比为：铜粉A∶铜粉B∶铜粉C＝5～8∶1～4∶1；所述的混合添加剂由添加剂一和添加剂二组成，添加剂一为消泡剂、硅烷偶联剂KH-550、卵磷脂或司班的一种或两种以上的混合物，添加剂二为过渡族或III、IV、V族元素的单质或化合物的一种或几种，添加剂一和添加剂二的添加量无比例限制，根据实际情况添加。

进一步的，所述混合铜粉中，铜粉A为超细球状铜粉，其纯度为99.90％；铜粉B为超细片状铜粉，其纯度为99.90％；铜粉C为球状铜粉，其纯度为99.90％。

进一步的，所述无机粘合剂为无铅无镉玻璃粉，软化点温度为450℃～650℃，其粒径分布为：1～5μm。

进一步的，所述的有机粘合剂的组成为有机树脂和有机溶剂，其中有机树脂占有机粘合剂的质量百分含量为5～30％。

更进一步的，所述的有机树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂的一种或两种以上的混合物。

更进一步的，所述的有机溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯的一种或两种以上的混合物。

进一步的，所述的有机溶剂为松油醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯的一种或两种以上的混合物。

本发明申请的另一个目的是提供上述硅太阳能电池电极用无铅铜浆的制备方法，包括以下基本步骤：

1)混合铜粉的制备：按比例称取铜粉A、铜粉B和铜粉C，于混料机中混合20～40min，形成混合铜粉，备用

2)有机粘合剂的制备：

将占有机粘合剂总量5％～30％的有机树脂加入到加热搅拌釜中，然后再加入占有机粘合剂总量70％～95％的有机溶剂，将加热搅拌釜升温到80℃～100℃保温，以100～300r/min转速保温搅拌20～40min，搅拌完毕冷却到25℃后，得到有机粘合剂备用。

3)浆料的制备：

把60％～85％的混合铜粉、1％～10％的无机粘合剂、10％～30％的有机粘合剂、和1％～30％的混合添加剂混合加入到三辊轧机中，一边轧制浆料一边添加有机溶剂，调节粘度，研磨20～40min后，分散成具有一定细度均匀分散的浆料，浆料满足粘度为300～700pa·s，细度为10～20μm，铜含量为70％～85％。