[发明专利]一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法。

背景技术

当前关于太阳能电池的研究非常活跃，太阳能电池有望成为未来电力供应的主要支柱，晶体硅太阳能电池是光伏市场上的主导产品，而导体浆料是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料。这类浆料主要由导电金属粉、无机玻璃粉、有机载体等混合轧制而成。其种类主要有向光面银浆、背光面银浆、背场铝浆等。

目前对向光面银浆的研究方向有两个，一是如何在现有银浆的基础上，通过配方改进，提高单片电池的光电转换效率，另一个方面是在保证效率和性能的前提下，尽量采用贱金属替代银而降低浆料的成本，以增加太阳电池发电的竞争力。

公开号位CN102687205A的专利公开了一种导电浆料组合物，包含银颗粒、玻璃颗粒、有机载体、精细的导电金属颗粒和添加剂五氧化二钽，导电金属颗粒包括金和铂。当用于形成太阳能电池上的电接触时，这种浆料提供该接触对该电池的增强的粘结以及改进的电子传输。但是，浆料中的添加物在烧结过程中可能扩散入硅片形成杂质元素，从而对电池的效率有较大的影响。且金或铂族金属的价格昂贵，于降低浆料的成本不利。

公开号为CN102651247A的专利公开了一种新型太阳光伏电池正面电极用导电浆料，该导电浆料采用金属粘结相（采用高、低熔点金属混合粉）的前驱体体系来取代现有的低熔点玻璃粉，浆料在烧结后形成的固相物质全部为金属，所以形成的电极的导电性和可焊性大大提高。但是，太阳电池正面电极用浆料的无机玻璃粉，并不是简单地将导电金属粉之间、以及导电金属粉与硅衬底之间形成粘接，而更重要的是熔蚀减反射膜，使银微粒穿过减反射层与N+接触。因此，在本发明中，缺少了熔融腐蚀减反射膜的成分，减反射膜作为一个不导电层将N+层与导电浆料中的银层隔离，这样大大增加了电池的欧姆接触电阻，电池的光电性能可能会有很大的下降。

发明内容

本发明为解决现有的导电玻璃粉的导电性能差、电池光电转换效率低的技术问题，提供一种导电性能好、光电转换效率高的晶体硅太阳能电池正极导电银浆及其制备方法。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆，以所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆的总质量为基准，所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆中含有85-90wt%的银粉，5.0-10wt%的有机载体，3.0-8.0wt%的无机粘结剂；所述无机粘结剂包括无机金属粉和玻璃态氧化物粉；所述玻璃态氧化物粉为PbO和/或Bi₂O₃所述无机金属粉出现相变的温度为150-550℃。

本发明还提供了一种晶体硅太阳能电池正极导电银浆的制备方法，将银粉和无机粘结剂分散于有机载体中，研磨后即得到所述晶体硅太阳能电池正极导电银浆。

本发明的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，当银浆经过隧道炉时，因无机金属粉的熔点低，在玻璃态盐氧化物熔融之前，该无机金属粉逐渐软化。而减反射膜中的氮化硅膜在熔融的金属粉氛围下，并有玻璃态氧化物粉存在的条件下，一方面，硅氮键断裂，其中的硅与PbO或Bi₂O₃反应；另一方面，PbO或Bi₂O₃在破除氮化硅膜后，也可与硅衬底（N+型硅）中的硅的反应。PbO或Bi₂O₃被还原成金属Pb或Bi。而Si硅（不论是氮化硅膜中的硅还是硅衬底的硅）均被氧化成SiO₂。

反应机理为：

Si_xN_y= xSi+ yN；

PbO +Si= SiO₂ + Pb；

Bi₂O₃ +Si= SiO₂ + Bi；

PbO或Bi₂O₃被还原成金属Pb或Bi，一方面作为填充物对银粉粒子之间空隙进行填充及粘连，另一方面和硅衬底（N+型硅）粘连并形成硅合金。并且，PbO或Bi₂O₃在被还原得到的金属时，金属原子在结晶形成微粒的初始阶段时，粒径处于纳米范畴，因此，其填充及粘接的效果，相比外添加的金属粉或合金粉，效果会更好。本发明的晶体硅太阳能电池正极导电银浆，无机金属粉同样作为粘接剂使用。

具体实施方式