[发明专利]一种晶体硅太阳能电池背电极用低串阻银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池背面电极用银浆，具体涉及一种晶体硅太阳能电池背电极用低串阻银浆及其制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件。由背面银浆经丝网印刷、烧结形成的背面电极是太阳能电池片的重要组成部分，背面电极必须要提供优良的附着力与可焊性，同时有更低的接触电阻和高的光电转化效率，以保证电池片组件的稳定可靠性。

目前市面上的晶体硅太阳能电池背面银浆存在以下不足：

1.银电极与硅基片之间附着力差，电池片使用寿命短；

2.银电极可焊性、耐焊性差，出现虚焊过焊等现象，电池片报废率高。

3.浆料中使用的银粉为球形银粉，烧结中收缩大，导致烧结后膜层致密性差，方阻偏高，电性能较差。

针对上述提到的烧结中银粉收缩大，有选用高结晶度的银粉作背银浆料的导电相，但高结晶度的银粉需要的烧结温度高，不利于绿色节能的发展趋势。现有技术中，对于电极膜层的致密性大多通过不同形貌、不同粒径或不同制备方法的银粉的优化搭配来实现(CN 103854719 A，CN 103956197 A)以及选用同粒径的银粉与铜粉填充银粉间间隙，以提高膜层的堆积密度，增加粒子间接触面积，降低膜层收缩力，从而提高导电能力(CN 102831949 A，CN 102831954 A)，而针对背面银浆中银粉经高温烧结时易收缩的特性，本发明提供一种晶体硅太阳能电池背电极用低串阻银浆及其制备方法，该背面银浆经高温烧结时，银粉收缩程度小，能够很好地保证电极膜层的均匀性。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供一种晶体硅太阳能电池背电极用低串阻银浆及其制备方法，该背银浆料经印刷烧结后形成的电极银膜层致密且均匀，与硅基板的焊接拉力优异，同时，还可以降低背电极的串联电阻，从而提高光电转化效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种晶体硅太阳能电池背电极用低串阻银浆，其特征在于，其配方包括：球形银粉、玻璃粉、有机溶剂和助剂，助剂中包含增稠剂和网状结构的抗收缩添加剂，银浆中抗收缩添加剂的重量百分比为0.05～5％，抗收缩添加剂的熔点高于700℃且网孔孔径不小于银粉的平均粒径，抗收缩添加剂的孔率为40～80％。

抗收缩添加剂的熔点优选高于700℃，以保证在浆料的烧结过程中，该抗收缩添加剂能够不熔融或小部分的熔融以保留其网状的结构，该抗收缩添加剂所具有的网状结构使其可以作为支撑银膜的骨架，有助于降低背面银浆烧结过程中所产生的烧结应力，进一步降低背面银浆烧结时的收缩率，从而提高背面电极银膜层的均匀性，最终能够降低太阳能电池的串联电阻和提高其光电转换效率。抗收缩添加剂的用量过小，则抗收缩能力较差，其用量过大，则会影响浆料的电性能。抗收缩添加剂的孔率太小，抗收缩作用不明显或烧结中形成大的阻隔相从而影响电性能，其孔率太大，对背银的附着力有不利影响。

优选的技术方案为，所述抗收缩添加剂由组分A或组分B或组分A、B的组合组成，组分A为选自Au、Ag、Cu、Ni、碳纳米管中的至少一种，组分B为选自ZnO、WO₃、NiO、Al₂O₃、CuO、SnO₂、TiO₂、SiO₂中的至少一种。组分A和组分B所具有的网状结构可以降低背银浆料高温烧结时的收缩率，同时，组分A的加入对背银浆料电性能的保持或提高有利，而组分B有利于提高背银浆料的焊接拉力，因此将上述两种组分按一定比例复配，可以使背银浆料在具有低的烧结收缩率的前提下，同时兼具良好的导电性能和焊接拉力；另外，上述抗收缩添加剂的种类均为导电银浆的常规组分，不仅与背银浆料的相容性较好，而且避免了新的杂质相的引入。

优选的技术方案为，所述抗收缩添加剂的尺寸为0.1～5μm，网孔孔径0.1～3μm。网孔孔径＜0.1μm时，不能够使大部分的未熔融的银粉和玻璃粉穿过网孔，以致于在浆料烧结时，使玻璃粉对银粉的助熔助烧效果以及玻璃粉对硅基板的粘结强度、银硅合金的形成均受到不利的影响，即不利于背银浆料电性能和焊接拉力的保持或提高；网孔孔径＞3μm时，每个具有上述尺寸的抗收缩添加剂的颗粒中就只能包含一个网孔，不利于抗收缩作用的均匀性，从而不利于电极膜层的均一性。