[发明专利]低温烧结型晶体硅太阳能电池正面电极银浆及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料，涉及电子、化工和材料领域，涉及一种太阳能电池正面电极银浆及制备方法，具体涉及低温烧结型晶体硅太阳能电池正面电极银浆及制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池是目前应用率最高的太阳能电池，但因为其持续使用时间超过50年，金属化电极是晶体硅太阳能电池的关键材料，尤其是正面栅极材料，直接影响太阳能电池的光电转化效率、填充影子、串联电阻等性能指数，所以，正面电极银浆的质量和性能的好坏直接决定着电池的使用寿命和衰减度。正面银浆通过丝网印刷工艺实现金属化，为尽可能减少遮光面，同时要腐蚀透SiNx减反射膜，形成较理想的Ag-Si欧姆接触，实现p-n结电流的有效导出，但腐蚀太深会破坏电池的核心部分，即p-n结的结构，使电池性能降低甚至失效，腐蚀太浅会使电流不能有效导出，电池转换效率低，因此，通过对电极浆料性能的改进，实现浆料对SiNx减反射膜的腐蚀在较低温下进行，既能避免温度较高条件下金属化时造成元素扩散增强对p-n的影响，又能保证腐蚀较为彻底，电池性能稳定，所以，较低温下电极浆料的烧结是电池实现高效、稳定的关键途径之一。

正面电极银浆主要由导电粉、无机粘结材料、有机载体和添加剂组成，导电粉在烧结后形成导电线路，并实现电池与外接焊带之间的电流导通；无机粘结材料在烧结过程中烧穿SiNx减反射膜，实现银电极与硅之间的联通和粘结；有机载体使电极浆料有良好的印刷性能，实现理想的印刷要求。

作为晶体硅太阳能电池的关键材料，现有技术对此已有较多研究。在专利CN2301310440104中，在浆料中加入铑、钌或铱单质或含铑、钌或铱化合物作为烧结促进剂，可有效防止旁路结的产生，提高电池片的成品率；专利CN201310429619中，通过添加含铟和锡化合物，增强电极和硅基板之间的粘结强度，降低串阻。

以上文献及现有专利技术都只涉及对正面电极银浆粘结材料、印刷性等方面的改善，但都没有从导电组分的角度考虑来改善正面电极银浆的性能，本发明的目的就是通过导电组分的配方设计，制备出烧结温度低、转换效率稳定、烧结温度低的正面电极银浆。

发明内容

本发明目的在于提供低温烧结型晶体硅太阳能电池正面电极银浆及制备方法，用于替代目前需要两次印刷的浆料，实现较低温度烧结。

本发明所述的低温烧结型晶体硅太阳能电池正面电极银浆，由以下组分组成：

银粉67.0-91.0wt％、玻璃粉1.0-8.0wt％、0-3.0wt％金属氧化物粉、有机载体6.0-30.0wt％；

所述的银粉，所述的银粉，优选由68.0-87.0wt％的类球形银粉和13.0-32.0wt％的纳米银粉组成，类球形银粉的粒径为0.8-1.8μm，振实密度为2.8-6.0g/cm³，纳米银粉的粒径为0.03-0.20μm，振实密度为0.9-1.5g/cm³；所述纳米银粉采用射频感应等离子体制备技术制备。

本发明还涉及上述的低温烧结型晶体硅太阳能电池正面电极银浆的制备方法，包括如下步骤：

1)制备玻璃粉：称取原料，混合均匀，进行熔炼，然后取出，水淬、粉碎、球磨、过筛，干燥后过筛得到玻璃粉；

2)制备有机载体：称取树脂和有机溶剂，将树脂溶于有机溶剂中，再加入分散剂和防沉剂作为助剂，搅拌均匀形成有机载体；

3)称取银粉、玻璃粉、金属氧化物粉添加到有机载体中，搅拌均匀，研磨，真空脱气，检测合格即得本发明银浆。

本发明步骤1)所述的称取原料，优选称取8.0-30.0wt％氧化铋、20.0-60.0wt％氧化碲、20.0-60.0wt％氧化铅、1.0-5.0wt％氧化锂、0-0.3wt％氧化钾中的几种。

步骤1)所述的混合均匀，进行熔炼，然后取出，水淬、粉碎、球磨、过筛，干燥后过筛得到玻璃粉，优选用三维混料机将上述原料混合均匀后，装于铂金坩埚，置于高温电阻炉中进行熔炼，于900-1000℃熔炼1小时，取出后水淬、粉碎、球磨、过筛，于65-75℃干燥后过筛得到玻璃粉，D100≤1.8μm。

步骤2)所述的树脂，优选为乙基纤维素、硝基纤维素、乙基羟乙基纤维素、木松香中的一种或多种，当混合时为任意比例；

所述的有机溶剂，优选萜品醇、松节油、二乙二醇丁醚、二乙二醇二丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、二丙二醇单甲醚、三丙二醇单甲醚中的一种或多种，当混合时为任意比例；

所述的分散剂，优选表面活性剂司班85；

所述的防沉剂，优选有机膨润土。