[发明专利]一种石墨烯太阳能电池银膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯太阳能电池银膏及其制备方法。其中石墨烯太阳能电池银膏包括0.1‑5份改性石墨烯、88‑91份银粉、5‑15份有机粘合剂、1‑5份有机溶剂、1‑3份玻璃粉，其中石墨烯是表面改性石墨烯；本发明研制的太阳能电池银膏是在结晶硅片上丝网印刷的，并在高温下烧结，再穿透结晶硅片中的氮化硅钝化层，从而能形成良好的欧姆接触。

技术领域

本发明提供了一种太阳能电池银膏，具体地说，本发明提供了一种改性石墨烯的太阳电池银膏及其制备方法。

背景技术

目前，提高太阳能电池效率是竞争激烈的光伏产业追求的目标。提高太阳电池效率的主要商业化方法是浅结法和密栅法。这就是说，一般都是通过提高扩散片的电阻率和增加印刷栅电极的数量来提高太阳能电池的效率，为了将晶体硅太阳能电池产生的光敏电流提取到外部负载上，需要在单晶硅两侧分别制作金属电极，并建立金属连接，所以制作电极是太阳能电池的重要组成部分。硅太阳能电池表面的电极主要是包含背面电极和前侧银电极，这些电极通常是通过使用导电银浆料在硅片表面印刷的，采用高分辨率丝网印刷法印刷电池银膏，形成高宽比良好的栅线，从而减小太阳能电池表面的面积，减少太阳能电池内部的串联电阻和光电二极管的内部功耗。引出电流，最终，有效地提高太阳能电池的光电转换效率，由此可以得到，对电池银浆的可印刷性要求越来越高。

另外，为了使得前侧的电池银膏有较好的穿透的能力，使用锡酸抗反射膜烧结后与硅片形成良好的欧姆接触是提高太阳电池效率的关键因素。

一般情况下，减小栅极线宽和提高栅极线高宽比是当前研究和开发的热点问题，印刷线列阵已经到了瓶颈阶段。但是，我国对银浆添加剂的研究甚少。因此，本发明使用了具有二维平面结构、高电导率和热导率的石墨烯，改善了浆料与硅衬底的欧姆接触性能，降低了浆料的串联电阻，提高了太阳电池的光电转换效率。

发明内容

本发明提供了一种改性石墨烯的太阳能电池银膏。通过掺杂改性石墨烯，降低了银膏与硅衬底的接触电阻，从而降低了栅线电阻，提高了太阳电池的效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：用改性石墨烯备制太阳能电池银膏，本发明的方法包括：0.1~5份改性石墨烯，88-91份银粉，5-15份有机粘合剂，1-5份有机溶剂，1-3份玻璃粉，其中改性石墨烯为表面改性石墨烯。

优选的，表面改性石墨烯包括石墨烯和表面改性剂，包括85-99份石墨烯和1-15份表面改性剂。

优选的，该表面改性剂是由一种或多种钛酸盐偶联剂、铝酸盐偶联剂、硅烷偶联剂和锆铝酸盐偶联剂组成。

优选的，银粉由85-99份微米球形银粉和1-15份纳米银粉组成，其中微米级球形银粉的平均粒径为1.0~2.0μm，纳米银粉的平均粒径为20~100 nm。

优选的，有机粘合剂由10-20份的聚合物和80-90份的有机溶剂组成，其中聚合物是由一种或多种乙基纤维素、丙烯酸树脂和聚乙烯树脂组成，而有机溶剂是由一种或多种丁基卡比妥、松油醇、柠檬酸三丁酯和丙二醇丁基醚组成的。

优选地，玻璃粉包括1-10份氧化硼、0-5份三氧化二铬、20-60份氧化铅、0-5份二氧化硅、50-80份二氧化碲和0-20份三氧化二铋混合组成的；将玻璃粉末加工为后粒度D50为0.5-2μM的玻璃粉末后添加粘结剂，玻璃粉末熔点控制在250-450°C内。

本发明公开了一种关于制备改性石墨烯的太阳电池银膏的方法，包括以下步骤：

(1)改性石墨烯的制备：将85-99份石墨烯和1-15份表面改性剂进行称重混合在一起，用超声分散机将混合物超声分散20-60分钟，通过滤干燥后就可以得到改性的石墨烯；

(2)有机粘结剂的制备：将10-20份聚合物和80-90份有机溶剂进行混合，再用分散机分散50~70 分钟，等聚合物溶解后，就可以得到透明均匀的有机粘结剂；