[发明专利]太阳能电池负电极用无铅复合粉末、制造该复合粉末的方法及太阳能电池负电极用银浆

说明书

本发明提供了一种太阳能电池负电极用无铅复合粉末、制造该复合粉末的方法及太阳能电池负电极用银浆，其中太阳能电池负电极用无铅复合粉末包含无机粉末和形成于无机粉末表面的银包覆层，无机粉末的成分包含Te‑Na‑X‑O，其中X为IVB族元素Ti或Zr中的至少一种。本发明提供的太阳能电池负电极用无铅复合粉末，其玻璃内核成分特意选取储量更为广泛的钠元素代替最为常用的锂元素来降低玻璃粘度、增加流动性与接触性能，为降低复合粉末的材料成本提供可行方案；并且，本发明采用包覆技术成功的将银层预先形成于复合粉末的外壳，免去了烧结过程中依靠铅产生银晶隧穿层的复杂化学反应，使电极浆料更易达成无铅化且环境友好。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体地，涉及一种太阳能电池负电极用无铅复合粉末、制造该复合粉末的方法、及利用该复合粉末制备的太阳能电池负电极用银浆。

背景技术

常规的太阳能电池结构通过在半导体的p-n结上入射的适宜波长的辐射用作产生空穴-电子对载荷子的外部能源。这些电子-空穴对载荷子在由p-n半导体结产生的电场中迁移，并通过传导性网格(栅线)来收集产生的电流流向外部电路。导电浆料(也被称为油墨)通常用来形成传导性网格或金属触点。为了提高电池效率，电池片通常涂覆有减反射涂层，如氮化硅、氧化铝或氧化硅等以促进光吸收。由于减反射层的绝缘特性，导电浆料中通常包含玻璃粉末，通过在烧结过程中的化学反应溶解消除减反射涂层，以达到与电池片基体接触。

然而，由于玻璃本身的绝缘特性，残留在导电栅线和电池基体之间玻璃层所导致的高接触电阻，一直是提高电池片效率的难点。

目前常用的玻璃粉主要包含铅及其他低熔点组分，使其获得约300至700℃的软化点。在电池的烧结过程中，铅以及含铅物质首先会与减反射涂层进行反应生成铅单质，接下来铅单质与银粉生成银铅合金，随着温度冷却合金分相，在硅基表面形成大小合适的银晶，形成导电接触。然而，由于电池组件的填充料如EVA等难以避免的老化和水解，其分解出的醋酸极易与电极中的铅发生反应，使其溶解从而导致栅线脱落、电池组件失效等问题。

已有研究表明，添加氧化锆或氧化钛能在一定程度上提升玻璃粉的耐酸性。但是这两种氧化物的添加会严重影响玻璃粉在烧结过程中的流动性和银晶的形成，使其添加量受到限制，难以同时达成低接触电阻、高转换效率和强耐酸性的性能要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳能电池负电极用无铅复合粉末、制造该复合粉末的方法、及利用该复合粉末制备的太阳能电池负电极用银浆。

根据本发明的第一个方面，提供一种太阳能电池负电极用无铅复合粉末，包含无机粉末和形成于无机粉末表面的银包覆层；所述无机粉末的成分包含Te-Na-X-O，其中X为IVB族元素Ti或Zr中的至少一种。

优选地，所述无机粉末为玻璃粉、固溶体、微晶体粉末中的任意一种。

根据本发明的第二个方面，提供一种太阳能电池负电极用无铅复合粉末的制备方法，包括如下步骤：

S₁：在银或银络合物溶液中添加无机粉末，所述无机粉末的成分包含IVB族元素Ti或Zr中的至少一种、以及Te和Na；

S₂：添加还原剂，在所述无机粉末的表面形成银包覆层。

优选地，步骤S₁中，所述银络合物溶液采用如下方式制备：

A₁：在一个反应器中，在搅拌的情况下，将含银化合物溶解在去离子水中；

B₁：加入可以和银络合的化合物，由此获得银络合物溶液。

优选地，步骤S₁中，所述银络合物溶液采用如下方式制备：