[发明专利]一种硅太阳能电池正面银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硅太阳能电池领域，尤其涉及一种硅太阳能电池正面银浆及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种将太阳能转化成电能的半导体器件，其工作原理在于半导体PN结的光生伏特效应，即在外界光照的条件下，太阳能电池片产生伏特效应，通过电池表面的导电物质和外部连接导线，在接通的情况下形成电流，以供用电设备使用或被电荷储存设备储存。构成太阳能电池表面的导电物质主要有背面铝浆印刷层和正面印刷正面电极，其中正面印刷正面电极又分为细栅极线和主栅极线，细栅极线主要是收集光照条件下产生的多数载流子，主栅极线主要是使太阳能电池片与外电路连接，因此，正面电极对太阳能电池的短路电流、串联电阻、转换效率、焊接拉力等重要指标具有重大影响。

太阳能电池正面用导电银浆通常由银粉、玻璃粉、有机载体三部分组成。银粉主要起导电作用；有机载体主要起分散银粉的作用，其组成中部分物质还具有改善银浆印刷性能的作用；玻璃粉主要是刻蚀硅片表面反光膜，并促使银粉与硅片形成欧姆接触。由于含铅玻璃粉刻蚀效果好、熔点低，为了获得较好的短路电流、串联电阻、转换效率、焊接拉力等性能，传统的硅太阳能电池采用含铅玻璃粉刻蚀硅片表面反光膜，然而，铅是一种有毒物质、且污染性较大，它容易被胃肠道吸收而难以代谢，沉积在体内的铅易形成慢性铅中毒，慢性铅中毒对人体危害很大，迫使银浆像无铅化方向发展。因此，无铅玻璃粉的研制成为太阳能电池领域正面银浆研究的重要工作之一。

目前，国内外也有众多对无铅玻璃粉太阳能电池正面银浆的研究，如B-Si-Bi-Zn、Bi-Zn-Al-B-Si、P-Bi-Te-Zn、Bi-Te-Zn等体系无铅玻璃料逐渐被开发，然而，由于上述无铅玻璃粉总是存在硅太阳能电池的短路电流、串联电阻、转换效率、焊接拉力等一种或多种指标差的问题，使得现有的无铅银浆与传统含铅银浆存在很大的差距，从而导致无铅银浆的推广应用受到限制，市场上还不能完全取代含铅银浆，甚至在与含铅银浆竞争时，还处于劣势状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转换效率高、焊接拉力大且均匀、串阻低的硅太阳能电池正面电极无铅银浆硅太阳能电池正面银浆，旨在解决现有含无铅玻璃粉的硅太阳能电池正面银浆不能同时满足短路电流、串联电阻、转换效率、焊接拉力的问题。

本发明的另一目的在于提供供一种硅太阳能电池正面银浆的制备方法。

本发明是这样实现的，一种硅太阳能电池正面银浆，包括银粉、无铅玻璃粉和有机载体，还包括玻璃粉包覆纳米银粉，其中，所述银粉为微米/亚微米级银粉，所述无铅玻璃粉为稀土改性无铅玻璃粉，以硅太阳能电池正面银浆的总重量为100％计，各组分重量百分含量如下所述：

以及，一种硅太阳能电池正面银浆的制备方法，包括下述步骤：

称取各组分：按上述太阳能电池正面银浆的配方称取各组分；

制备玻璃粉包覆纳米银粉：取无铅玻璃粉各组成氧化物依次进行混合、熔融、冰淬、粉碎、过筛处理，得到包覆无铅玻璃粉；将所述包覆无铅玻璃粉和纳米银粉进行混合处理，在惰性气体氛围下进行熔融处理，融化所述包覆无铅玻璃粉和纳米银粉后，直接进行冰淬处理，粉碎后制成玻璃粉包覆纳米银粉；

制备稀土改性无铅玻璃粉：将将无铅玻璃粉氧化物及稀土元素氧化物依次进行混合、熔融、冰淬、粉碎、过筛处理，制成稀土改性无铅玻璃粉，其中，所述熔融处理的温度为500-1500℃，保温时间为50-70分钟；

制备硅太阳能电池正面银浆：将所述玻璃粉包覆纳米银粉、稀土改性无铅玻璃粉和微米/亚微米级银粉、有机载体进行混合处理，得到硅太阳能电池正面银浆。

本发明提供的一种硅太阳能电池正面银浆，首先，通过添加玻璃粉包覆纳米银粉，在硅太阳能电池正面银浆制备的烧结过程中，由于纳米银粉表面的包覆物玻璃粉先熔化，一方面阻止了纳米银粉与空气接触发生的氧化作用；另一方面，促使玻璃粉与银粉充分接触反应，使得银粉与硅片形成良好的欧姆接触，从而降低电池片的串阻，提高电池片的转换效率。其次，使用特定的无铅玻璃粉并添加稀土元素氧化物改性，提高了玻璃粉的机械强度，在增加银浆烧结后拉力大小的同时，提高了烧结后正面电极的导电性能，进一步降低电池片的串阻。