[发明专利]一种太阳能电池电极浆料用超细无铅玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无铅玻璃粉的制备技术领域，特别涉及太阳能电池正面电极导电银浆料用超细无铅玻璃粉的制备方法。

背景技术

太阳能是一种绿色、无污染、取之不竭的能源，由于这些优点受到人们的重视。晶体硅太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照的条件下将太阳能转化为电能，通过栅线和电极将电流汇集并传输出去。晶硅太阳能电池表面电极及栅线是由导电银浆料通过高速高精度的丝网印刷、低温烘干、高温烧结等工艺而制成的。该导电银浆料通常由银粉、玻璃粉和有机载体制备而成。其中玻璃粉在快速烧结时液化，首先起到刻蚀减反射膜的作用，其次在银粉和硅基片之间起到粘结作用，使银粉和硅基片之间形成良好的欧姆接触。同时，玻璃相作为一个传播中介而存在，使得银晶体得以在硅基片上重结晶生长，特别是在[111]取向的硅基片上，这能保证在加工温度低于银-硅的共熔点时，得到良好的银-硅接触，使银粉与基板之间实现良好的附着，并使烧结膜层的连续性、一致性较好，有效提高太阳能电池的光电转换效率。玻璃粉的成分、粒径、含量、熔融温度都会影响电极银线的附着、接触电阻和光电转换效率。

目前使用的国内外电极银浆料中的玻璃粉大都含铅，因为氧化铅有降低熔融温度，提高对硅基的润湿，使浆料烧结后有较好的附着力。但其中的铅对环境、人类健康造成了很大危害。中国、欧盟、日本、美国等已颁布实施的法规要求自2006年7月1日起电子产品中不得含有铅、汞、镉、六价铬等元素。所以开发适用的无铅玻璃粉已是电子工业发展的必然趋势。

中国专利公开号CN 102126829 A申请文献中无铅玻璃，能稍降低了玻璃的熔融温度，但由于其粒径较大0.5～5um，其表面活性低，不能达到银浆烧结时与硅层很好结合的效果。

发明内容

本发明所解决的技术问题是针对目前硅基光伏电极浆料中玻璃组分软化温度高、玻璃粉粒径大、制备过程中耗能大的问题，本发明通过球磨多孔玻璃粉制备了光伏浆料用超细无铅玻璃粉，该无铅玻璃粉融化温度低、粒径小、生产方法简单、低能耗，用次玻璃粉制备的光伏电极浆料附着力好，光电转化率高。这样便制得本发明硅太阳能电池电极浆料用低熔点无铅玻璃粉，该玻璃粉不含Pb 、Cd 、Hg 、Cr (VI)等有害物质，玻璃粉是亚微米的超细玻璃粉，有较好的活性。

玻璃粉的形貌和粒径因素也对其性能有重要影响。目前，玻璃粉的制备通常采用熔融-水淬-球磨法，球磨工艺对玻璃粉的形貌和粒度有重大影响，适宜的球磨工艺是制备高品质玻璃粉的重要保证。一般来说，将粗大的颗粒物料磨至10μm比较容易，所需时间也较长，但将10μm的颗粒球磨至几微米甚至超细级超细粉末，球磨时间则要延长几倍或更长，但随着球磨时间的延长，球耗、能耗等成本相应增加，球磨效率下降。

解决存在的技术问题本发明的方案是：一种晶体硅太阳能电池用超细无铅玻璃粉，其组成包括SiO₂、Bi₂O₃、B₂O₃、Sb₂O₃、ZnO、ZrO₂，各组分的重量百分比为SiO₂ 10%～40%、Bi₂O₃ 30%～70%、B₂O₃ 2%～25%、Sb₂O₃ 1%～20%、ZnO 1～20%、ZrO₂ 0～9%。。

所述的一种晶体硅太阳能电池用超细无铅玻璃粉，其特征组成包括：SiO₂、Bi₂O₃、B₂O₃、Sb₂O₃，各组分的质量百分比为：SiO₂ 20%～30%、Bi₂O₃ 40%～70%、B₂O₃ 2%～15%、Sb₂O₃ 1%～10%、ZnO 1～3%、ZrO₂ 1～3%。

一种太阳能电池电极银浆用超细无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1 根据步所述的超细无铅玻璃粉配比组成称量原料， 其特征加入C、PVA造孔剂占总质量的30～50%，制备多孔玻璃；