[发明专利]用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及光伏产业用高性能银导体浆料，特别涉及一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法。

背景技术

光伏元件(photovoltaic device) 由于其将发自光源(例如，太阳光)中容易取

得的能量转换成电力，以操控例如，计算机、电脑、加热器等电子装置，所以光伏元件已被广泛地使用。最常见的光伏元件即为硅基太阳能电池。

硅基太阳能电池是指利用取自单晶硅晶棒或多晶硅铸锭的结晶硅基材所制作的太阳能电池。在硅基太阳能电池上形成电极的先前技术，先在硅基太阳能电池的正表面及背表面上利用网版印刷等制程涂布金属浆料后，需要执行两次烧结程序，才能形成具有良好的欧姆接触的金属电极。典型的硅基太阳能电池，其正表面涂布导电银浆，其背表面涂布导电铝浆以及导电银浆(或导电银铝浆)。

中国专利申请201280009271.2公开了一种“用于形成钝化发射极的银背面电极和背面接触硅太阳能电池的方法”，其中的所使用的银浆包含至少一种玻璃料（玻璃粉）。在烧结过程中，熔化的玻璃料会对硅片产生腐蚀，进而对钝化层产生破坏作用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉及其制备方法，使用低熔点、可挥发的高分子材料对玻璃粉先进行包覆，延缓了玻璃粉的软化和熔化，以降低玻璃粉的对硅片的腐蚀性，进而减少对钝化层的破坏。

本发明的技术方案如下：

一种用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉，所述玻璃粉外包覆有低熔点、可挥发的硅溶胶层。

本发明的解决现有技术的技术问题的技术方案的要点之一是选用合适的高分子材料包覆玻璃粉，目的是为了延缓在烧结过程中玻璃粉对太阳能电池的表面侵蚀，而不是为了避免这种侵蚀，因此，需要熔点较低的高分子材料，如果选用的高分子材料熔点过高的话，会影响烧结过程的侵蚀；同时，也需要在烧结结束后尽可能的挥发掉该高分子材料，减少对印刷线路本身的影响，所以要选择可挥发的高分子材料。

在高分子材料中，硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒，分子式可表示为 mSiO₂·nH₂O。由于硅溶胶的胶体粒子微细(10 - 20nm)，有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色；而且其粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好；当硅溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在银导体浆料的物体表面，粒子间形成硅氧结合，是很好的粘合剂。

本发明提供的一种上述的用于太阳能电池背面电极浆料的玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)在20～40wt%可溶性硅酸盐的稀溶液中加入乙醇、硫酸钠等，通过调节钠离子浓度，进一步调节溶液的粘性，调节溶液中二氧化硅的含量在10-18%；

(2)在上述步骤(1)所得体系中加入玻璃粉，按照重量比例为玻璃粉：二氧化硅=2～3：3～5的比例调配；

(3)将上述步骤(2)所得体系在室温25～30℃下搅拌5-8小时后，过滤；

(4)将过滤所得产物进行干燥，控制干燥温度在50～65℃范围内，烘干3-5小时，所得产物相对于包覆前的玻璃粉增重约45～50%，即得包覆有硅溶胶层的玻璃粉微粒。

其中所述可溶性硅酸盐例如可以是硅酸钠、石棉（CaMg₃Si₄O₁₂）、长石（K₂Al₂Si₆O₁₆）、粘土（Al₂(OH)₄Si₂O₅）等含有硅、氧及其它金属元素的化合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过在玻璃粉外包覆硅溶胶层，得到的玻璃粉产品用于太阳能电池能够延缓玻璃粉的软化和熔化，降低了玻璃粉熔化对硅片的腐蚀性，进而减少了对钝化层的破坏。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

在本文中，由「一数值至另一数值」表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。