[发明专利]玻璃粉、正银浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件电极用银浆的技术领域，尤其涉及一种玻璃粉、正银浆料及其制备方法。

背景技术

随着化石能源的短缺和人们对二氧化碳排放的关注，太阳能发电技术得到了跳跃式的发展。而晶体硅太阳能电池技术作为太阳能发电技术的主体，一直备受人们的关注。太阳能电池的优劣不仅取决于所使用的晶体硅材料中的载流子浓度、分布和迁移率，还受到电池正负极电极性能的影响。其中正面电极直接影响着串联电阻、分流电阻、填充因子和光电转换效率，因此正面电极银浆的质量决定了太阳能电池的性能。

而导电银浆主要包括三个组成部分：大部分(80～90％)的银粉、5～15％的有机载体和0.5～8％的玻璃粉。在正银银浆中，除了主体银粉以外，玻璃粉的组成和含量对电池片的最终效率起着极为关键的影响，同时，银浆中的玻璃粉成分对制成的硅基电池的栅线的可焊性和拉力有决定性的影响。如果栅线可焊性不好，会影响电池的生产效率和成品率，而如果拉力达不到要求的数值，则电池将无法封装制成组件，而且会影响电池的使用寿命。

目前，制备银浆的玻璃粉多是商业化的高铅玻璃粉，通过玻璃粉中的铅腐蚀硅片表面的SiN减反层，并协助银粉在硅表面形成二次结晶，形成有效的欧姆接触。在该系列玻璃粉中，通常氧化铅含量高于50％，而氧化铅为剧毒重金属化合物，是“关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令”(Restriction of Hazardous Substances，简称RoHS)中明确禁止的六种剧毒化合物之一。目前，在太阳能电池所使用的浆料中，背场所用铝浆和背电极所用银浆均已实现无铅化，仅有正面银浆仍在使用含铅系列银浆。在杜邦的多篇专利(US20110308597、US20110232746、US20110308596)中均提出利用碲酸盐玻璃粉制备太阳能电池正银银浆，虽然碲酸盐系列玻璃可以有效的解决在硅片高表面方块电阻下的银硅接触问题，提高电池效率。但是，该碲酸盐系列玻璃均为含铅玻璃，并且是主元素，不可替代，从而还是无法实现无铅化。

当前现有的无铅玻璃系列，均为传统的硅硼酸或磷酸盐系列玻璃，当硅片表面方阻低的情况下，这些玻璃或可适用，但效率较低。但目前，为了追求更高的光电转换效率，硅基太阳能电池均采用高表面方阻工艺制备，因此，传统的硅硼酸或磷酸盐系列玻璃在此高方阻工艺下不能适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃粉、正银浆料及其制备方法，用以解决现有技术中正银浆料含铅的问题。

本发明的第一个方面是提供一种玻璃粉，该玻璃粉由以下质量百分比的组分组成：45～95％的TeO2、4～40％的Bi2O3、1～20％的Na2O、10％以下的B2O3、ZnO、Al₂O₃和SiO2以及5.5％以下的Li2O。

本发明的第二个方面是提供一种制备玻璃粉的方法，包括如下步骤：

步骤S101，将原料经混料机混合均匀；

步骤S102，将混合后的原料置于马弗炉内加温，持续加温0.5～1小时，得到熔化后的玻璃熔浆，所述马弗炉的温度为600℃～1200℃；

步骤S103，将所述熔化后的玻璃熔浆倒入去离子水中进行淬火处理；

步骤S104，将淬火处理后的玻璃熔浆球磨至直径为0.5～2um的颗粒、再经325～400目筛网过筛即可得到所述玻璃粉。

进一步的，原料由以下质量百分比的组分组成：45～95％的TeO2、4～40％的Bi2O3、1～20％的Na2O、10％以下的B2O3、ZnO、Al₂O₃和SiO2以及5.5％以下的Li2O。

本发明的第三个方面是提供一种正银浆料，该正银浆料由以下质量百分比的成分组成：80％～90％的银粉、5％～15％的有机载体以及0.5％～6％的玻璃粉，所述玻璃粉为上述的玻璃粉。

进一步的，银粉的纯度为99.9％～99.999％、平均粒度为0.5um～10um。

进一步的，有机载体为乙基纤维素树脂、松香树脂、酚醛树脂、松油醇、松节油、丙二醇甲醚醋酸酯、丁基卡必醇、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚、醚类、增塑剂和表面活性剂中的一种或多种的组合。

本发明的第四个方面是提供一种制备正银浆料的方法，该方法包括如下步骤：

步骤S201，将质量百分比为80％～90％的银粉、5％～15％的有机载体以及0.5％～6％的玻璃粉混合并搅拌均匀，所述玻璃粉为上述的玻璃粉；