[发明专利]硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料及其应用。

背景技术

近年来，光伏发电作为一种绿色环保无公害的可再生能源，受到各国普遍重视，其中晶体硅太阳能电池在整个光伏发电中占到超过90%的比例，而中国的产量逐年递增。作为硅太阳能电池电极用的银浆需求量也非常巨大。目前国内使用的银浆大部分依靠进口，而且随着国际银价走高，银浆使用费用所占太阳能电池中的制造成本比例也大幅提高。为了降低太阳能电池制造成本，早日达到太阳能电力平价上网的目标，降低成本已经是大势所趋。而且从2006年7月开始，电子元件用得导电银浆已经按照欧洲ROSH要求实现无铅化，而太阳能电池电极用的银浆目前还未实现无铅化。同时，硅太阳能电池银电极要求非常短的时间烧结还原（一般整个烧结周期90—120秒，峰值烧结时间仅1—3秒），因此在如此短的烧结还原时间内，如何使较低银含量的银浆与硅基体良好结合形成优异的欧姆接触，以及具备很好的焊锡焊接性能也是太阳电池用银浆面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料及其应用，它主要解决现有技术中所存在的的技术问题，其优点为：在电极与基材的结合方面以及焊接性方面表现优秀，欧姆接触电阻较低，附则力好，并且不含有目前ROSH禁止的有害元素，无铅环保，成本低。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料，其特征在于：其制备原料包含：

a）45—55重量份的银粉，银粉为特选粒径形状的多种银粉混合体，其中特选粒径形状包含平均粒径为0.5-1.0um的不定型结晶银粉，其震实密度3-5g/cm³；平均粒径为1.0-3um厚片状单分散银粉，径厚比<20，震实密度2-4g/cm³；平均粒径2-5um的晶状单分散银粉；以上银粉按照重量比1:1:1或2:3:5通过机械混合均匀，可以在浆料烧结过程中充分熔融，相互交联，达到很低的体电阻目标；

b）5—15重量份的金属氧化物，金属氧化物为Bi₂O₃，ZnO，SbO，In₂O₃，CuO，Ti₂O₃，ZrO的一种或几种混合；

c）1—5重量份的玻璃粉，玻璃粉中不含有铅，镉等ROSH禁止成分；

d）20—30重量份的有机载体；

其制备步骤包括：

步骤A：配制有机载体；

步骤B：玻璃粉选用；

步骤C：导电银粉选用；

步骤D：将原料按照上述比例使用搅拌器和三滚研磨机碾磨成外观细腻，形成均匀无颗粒的太阳能电池背面电极用无铅环保银浆料。

所述的硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料，其特征在于：所述的有机载体选用一般在太阳能电池电极浆料中使用的有机载体，其树脂成分选用丙烯酸脂树脂，乙基纤维素，硝化纤维素等树脂，优选乙基纤维素；有机载体中溶剂可选用丁基卡必醇，丁基卡必醇醋酸酯，丙二醇甲醚醋酸酯，松油醇，乙二醇苯醚，乙二醇丁醚，乙二醇乙醚，邻苯二甲酸二丁酯，丙烯酸羟乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯，甲基丙烯酸羟乙酯等溶剂，可以单独使用或者两种三种混合使用。

所述的硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料，其特征在于：所述的玻璃粉选用SiO₂·Bi₂O₃·ZnO·B₂O₃为主要体系的无铅玻璃粉，软化点在500—700度；通过325目筛网过滤，平均粒度要求1—3um。

一种如上所述的硅太阳能电池背面电极用低成本无铅环保银浆料的应用，其特征在于：将银浆通过印刷方式印刷在基体上，使用快速烧结炉烧结，峰值温度在860—920度，峰值温度烧结时间2—4秒钟；以形成太阳能电池的背电极。

使用本发明制作的太阳能电池背电极，其和基片的附则力优异，焊接性好，电极不含ROSH禁止物质。