[发明专利]一种高粘合稳定性的太阳能电池用银铝浆料

说明书

技术领域

本发明涉及导电浆料，特别涉及一种太阳能电池用银铝浆料，属于电子领域消耗材料。

背景技术

太阳能电池是将太阳能转化为电能的半导体器件，是一种新兴的绿色能源，能够有效的利用太阳能代替传统能源，减少二氧化碳的排放，保护自然环境，实现可持续发展。

太阳能电池通常需要在强烈的阳光下工作，吸收太阳能辐射的光能，并将其转化为可以输送和利用的电能。由于太阳能电池工作需要长时间工作在强光照射的环境下，要求太阳能电池的稳定性极高。其中，较为突出的一项就是太阳能电池对于高温的稳定性。太阳能电池中各个连接构件都需要经受温度变化的严峻考验，特别是太阳能电池中的电极尤其重要。因为电极是太阳能电池输送电能的第一道关口，一旦电极出现的问题那么太阳能电池的整体工作效率/品质都会受到影响，严重的情况下甚至会导致太阳能电池报废失效。

安装太阳能电池的地点通常是日照充足、空旷的户外，太阳能电池在强烈的日照期间温度升高可以达到70℃以上，而在夜间温度则可以降低至零下10℃以下。如此高的温度差，导致太阳能电池内部的结合层之间容易出现膨胀/收缩应力，长期如此反复，电极和基板之间微小的收缩系数差都可能造成严重的伤害，并最终导致太阳能电池的失效。

现有的电极通常是采用丝网印刷制成的，常用的浆料有银浆料、铝浆料和银铝浆料，这些浆料在制备的时候已经决定了其烧结形成的电极的成分及膨胀系数，而由于浆料本身的特性决定，使得无论后续加工烧结过程怎么精确控制，都无法完全克服电极的膨胀系数差，既电极和基板在使用过程中存在的脱落风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的电极和太阳能电池基板膨胀系数缺少控制的不足，提供一种太阳能电池用银铝浆料。本发明的太阳能电池用银铝浆料成分选择合理，配合比例优化充分，最终烧结得到的电极能够和太阳能电池基板之间保护极低的膨胀系数差，进而保证太阳能电池基板和电极能够在工作过程中长期保持良好的稳定性，不出现电极翘曲、脱落等问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种太阳能电池用银铝浆料，包括重量百分比的以下成分：导电金属粉料65-80％、玻璃粉7-16％、有机粘结剂6-17％、助剂0.8-1.5％，总计100％。

所述导电金属粉料由银粉和铝粉组成，银粉和铝粉的重量比例为：8：1-5：3。

所述玻璃粉包含以下成分组成：SiO₂ 3-17％，TiO₂ 1-2％，Bi₂O₃ 35-55％，Al₂O₃4-8％，SrCl₂ 1-7％，B₂O₃ 15-38％，SnO₂ 2～5％，CaO 0.1～2％，总计100％。

本发明的银铝浆料采用银粉和铝粉共同作为混合的导电金属粉料，通过优化导电金属粉料的比例，有助于使银铝浆料在烧结后形成的混合金属电极具有适宜的热膨胀系数；同时，本发明的玻璃粉中特别添加一定量的碳酸钙和/或碳酸镁，利用碱金属的碳酸盐，实现对于银铝浆料的后续烧结结构控制调整，通过碳酸盐的烧结过程中释放出微量的气体，实现电极结构的多孔化，最终使得浆料膨胀系数小，实现电极的粘结牢固性提升。即可以实现电极的热膨胀系数可控。当浆料被印刷到基板上，烧结形成太阳能电池电极后，能够在正常的使用过程中保持适宜的热膨胀系数。通过控制电极的热膨胀系数和基板保持高度一致，可以更加有效的确保太阳能电池在正常使用过程中，电极和基板之间结合的牢固性，不易发生异常的翘曲或脱落。

其次，本发明的玻璃粉成分配合比例适宜，采用氧化铋和氧化硼作为二氧化硅的替代物，由于氧化铋和氧化硼两者具有良好的协同性，替代部分二氧化硅后形成的玻璃粉基础相的主体结构，具有更好的稳定性和熔化特点，能够在烧结过程发挥更好的粘结作用，烧结固化的电极和太阳能基板的新和度更好，更能够稳定的粘结在其上，保证电极的稳定性和耐久性。特别是氧化铋和氧化硼的用量比例控制在接近2：1左右时，协同性最佳，银浆料的易烧结性和粘结性最佳。氯化锶加入后，能够和氧化硼配合形成协同作用，能够最大程度的降低烧结温度。但是，氯化锶的应用对于玻璃粉的结构稳定性及耐磨性有不良影响，不宜过量使用。本发明中使用氯化锶的用量经过精心考量得出的最佳用量范围。