專利名稱：一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銀漿，具體涉及一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池是一種能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，在光照條件下太陽(yáng)能電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生光生電流，通過(guò)電極可直接將電能輸出。為了將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光生電流引出，必須在太陽(yáng)能電池的表面制作出正負(fù)電極。常用的電極制作工藝有磁控濺射、真空蒸鍍和絲網(wǎng)印刷燒結(jié)等，但是磁控濺射、真空蒸鍍方法的生產(chǎn)成本太高，經(jīng)濟(jì)性差。目前，在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)企業(yè)中，普遍使用含鉛的太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿，通過(guò)絲網(wǎng)印刷、低溫烘干、高溫?zé)Y(jié)工藝制成太陽(yáng)能電池的電極?，F(xiàn)有導(dǎo)電銀漿由銀粉、玻璃粘合劑、有機(jī)溶劑等原材料按不同配比制備而成。其中銀粉為導(dǎo)電介質(zhì)；玻璃粘合劑在高溫?zé)Y(jié)時(shí)熔化，在銀粉和硅基底之間形成歐姆接觸；有機(jī)溶劑主要起分散和包裹作用，將銀粉顆粒均勻的包裹起來(lái)，使得導(dǎo)電銀漿中的銀粉不容易產(chǎn)生沉淀和氧化。導(dǎo)電銀漿的質(zhì)量直接影響太陽(yáng)能電池的串聯(lián)電阻和電池光電轉(zhuǎn)換效率，它是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)中的一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)。目前太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿所采用的玻璃粉粘合劑是一種鉍-硅-鉛玻璃混合粉末，該種玻璃粉末雖然具有軟化溫度較低、電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是該體系含鉛比例較高，對(duì)環(huán)境的污染較大，不符合環(huán)保要求。在太陽(yáng)能電池日益普及的情況下，含鉛太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的使用己受到限制，不久將逐漸被淘汰，必須研制高導(dǎo)電性能的無(wú)鉛導(dǎo)電銀漿，以滿足大規(guī)模太陽(yáng)能電池生產(chǎn)需求。另外在現(xiàn)有的銀漿中使用銀粉的粒徑基本上是一致的，這樣若銀粉粒徑過(guò)大絲網(wǎng)印刷會(huì)出現(xiàn)裂紋，而且會(huì)增大接觸電阻，若銀粉粒徑過(guò)小，銀粉會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚問(wèn)題，影響其銀粉分布的均勻性。因此，有必要對(duì)銀粉的粒徑進(jìn)行有效調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種不含鉛太的陽(yáng)能電池銀漿，在滿足太陽(yáng)能電池電性能的前提下，使太陽(yáng)能電池能夠滿足國(guó)際市場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池的無(wú)鉛環(huán)保要求，同時(shí)使絲網(wǎng)印刷后的銀導(dǎo)線分布、致密。本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于，提供一種制備上述銀粉的工藝方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述銀漿包括75 80wt%的銀粉、5 15wt%的無(wú)鉛玻璃粉、10 15wt%的有機(jī)載體，所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，兩者間的重量比為3 1 7 1，所述的銀粉為球形和/或鱗片形，所述銀粉的粒徑包含有30 58nm和58 90nm兩種；所述有機(jī)溶劑包括松油醇、松節(jié)油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚類、增塑劑和表面活性劑中的任一種或它們的組合；所述有機(jī)添加劑為纖維素；所述無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括0. 5 Iwt % ^ La2O3>70 85wt%^ B203、2 Al203、2 5wt%^ZnOU Na20、2 Li02、3 V2O5 和 0· 5 P205。優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所述銀粉中粒徑為30 58nm的約占20 40%，粒徑為 58 90nm的約占60 80%。優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述無(wú)鉛玻璃粉的粒徑為10 40μπι。優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述的纖維素包括乙基纖維素、羥丙基纖維素和羧甲基纖維素中的任一種或它們的組合。優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸樹(shù)脂。優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述的表面活性劑為三乙醇胺、氫化蓖麻油、卵磷脂。優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述的有機(jī)溶劑還包括偶聯(lián)劑、流平劑、分散劑和觸變劑中的任一種或它們的組合。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物中的任一種或它們的組合。進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的流平劑為丙烯酸酯；所述的分散劑為硬脂酰胺與高級(jí)醇；所述的觸變劑為氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是，提供了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下第一步、無(wú)鉛玻璃粉的制備，按無(wú)鉛玻璃粉的組分及重量百分比配備原料0. 5 Iwt % 的 Lei203、70 85wt % 的 B203、2 5wt % 的 A1203、2 5wt % 的 ZnO、1 5wt % 的 Νει20、 2 5wt % 的 LiO2、3 8wt % 的 V2O5 和 0. 5 Iwt % 的 P2O5 ；第二步、將上述原料按照重量比稱重，混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱，溫度控制在1000-140(TC，然后保溫30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；第三步、有機(jī)載體制備，將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按照重量比例3 1 7 1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；第四步、太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的制備，將銀粉75 SOwt %，無(wú)鉛玻璃粉5 15wt%，有機(jī)載體10 15wt%，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨， 即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于按本發(fā)明配方所獲得的太陽(yáng)能電池銀漿不含鉛， 完全符合環(huán)保要求，能在太陽(yáng)能電池表面形成附著力強(qiáng)、低歐姆接觸電阻的導(dǎo)電電極，電池光電轉(zhuǎn)換效率高，是含鉛銀漿的理想取代物。另外由于在該銀漿中選用了兩種粒徑的銀粉， 使絲網(wǎng)印制出的電極致密均勻，接觸電阻小，粘結(jié)牢固。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本發(fā)明是一種用于太陽(yáng)能電池的銀菜，該銀漿包括75wt%的銀粉、10wt%的無(wú)鉛玻璃粉、15wt%的有機(jī)載體，所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，兩者間的重量比為4 1，所述的銀粉為球形，所述銀粉的粒徑包含有40nm和70nm兩種；所述有機(jī)溶劑包括松油醇、松節(jié)油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚類、增塑劑和表面活性劑中的任一種或它們的組合；所述有機(jī)添加劑為纖維素；所述無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括:lwt % 的 La203、70wt % 的 B2O3>5wt % 的 Al203、5wt % 的 Zn0、5wt % 的 Na20,5wt % 的 Li02、8wt%的V2O5和Iwt %的P205。在所述銀粉中粒徑為40nm的約占20%，粒徑為70nm的約占60%。所述無(wú)鉛玻璃粉的粒徑為25 μ m。所述的纖維素包括乙基纖維素。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸樹(shù)脂。所述的表面活性劑為三乙醇胺、氫化蓖麻油、卵磷脂。所述的有機(jī)溶劑還包括偶聯(lián)劑、流平劑、分散劑和觸變劑中的任一種或它們的組合。 所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物中的任一種或它們的組合。所述的流平劑為丙烯酸酯；所述的分散劑為硬脂酰胺與高級(jí)醇；所述的觸變劑為氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是，提供了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下第一步、無(wú)鉛玻璃粉的制備，按無(wú)鉛玻璃粉的組分及重量百分比配備原料lwt% 的 L￡i203、70wt % 的 B203、5wt % 的 Al203、5wt % 的 Zn0、5wt % 的 N￡i20、5wt % 的 Li02、8wt % 的 V2O5 和 Iwt %的 P2O5 ；第二步、將上述原料按照重量比稱重，混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱，溫度控制在1000-140(TC，然后保溫30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；第三步、有機(jī)載體制備，將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按照重量比例4 1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；第四步、太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的制備，將銀粉75wt%，無(wú)鉛玻璃粉10wt%，有機(jī)載體15wt %，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨，即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。實(shí)施例2本發(fā)明是一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿，該銀漿包括78wt%的銀粉、10wt%的無(wú)鉛玻璃粉、12wt%的有機(jī)載體，所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，兩者間的重量比為5 1，所述的銀粉為球形，所述銀粉的粒徑包含有35nm和55nm兩種；所述有機(jī)溶劑包括松油醇、松節(jié)油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚類、增塑劑和表面活性劑中的任一種或它們的組合；所述有機(jī)添加劑為纖維素；所述無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括:0. 5wt % 的 La2O3>80wt % 的 B2O3、3wt % 的 Al2O3、2wt % 的 ZnO、3wt % 的 Na20,2wt % 的 Li02、4wt%的V2O5和0. 5wt%的P205。在所述銀粉中粒徑為40nm的約占20%，粒徑為70nm 的約占60%。所述無(wú)鉛玻璃粉的粒徑為35 μ m。所述的纖維素包括乙基纖維素。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸樹(shù)脂。所述的表面活性劑為三乙醇胺、氫化蓖麻油、卵磷脂。所述的有機(jī)溶劑還包括偶聯(lián)劑、流平劑、分散劑和觸變劑中的任一種或它們的組合。所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物中的任一種或它們的組合。所述的流平劑為丙烯酸酯；所述的分散劑為硬脂酰胺與高級(jí)醇；所述的觸變劑為氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是，提供了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下第一步、無(wú)鉛玻璃粉的制備，按無(wú)鉛玻璃粉的組分及重量百分比配備原料: 0. 5wt % 的 L￡i203、80wt % 的 B203、3wt % 的 Al203、2wt % 的 Zn0、3wt % 的 N￡i20、2wt % 的 Li02、4wt % 的 V2O5 和 0. 5wt % 的 P2O5。第二步、將上述原料按照重量比稱重，混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱，溫度控制在1000-140(TC，然后保溫30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；第三步、有機(jī)載體制備，將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按照重量比例4 1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；第四步、太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的制備，將銀粉78wt%，無(wú)鉛玻璃粉10wt%，有機(jī)載體12wt %，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨，即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。實(shí)施例3本發(fā)明是一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿，該銀漿包括80wt%的銀粉、8wt%的無(wú)鉛玻璃粉、12wt%的有機(jī)載體，所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，兩者間的重量比為6 1，所述的銀粉為球形，所述銀粉的粒徑包含有40nm和SOnm兩種；所述有機(jī)溶劑包括松油醇、松節(jié)油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚類、增塑劑和表面活性劑中的任一種或它們的組合；所述有機(jī)添加劑為纖維素；所述無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括:0. 5wt % 的 Lei2O3、75wt % 的 B2O3、5wt % 的 Al2O3、5wt % 的 ZnO、3wt % 的 Na20,2wt % 的 Li02、4wt%的V2O5和0. 5wt%的P205。在所述銀粉中粒徑為40nm的約占35%，粒徑為80nm 的約占65%。所述無(wú)鉛玻璃粉的粒徑為20 μ m。所述的纖維素包括乙基纖維素。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸樹(shù)脂。所述的表面活性劑為三乙醇胺、氫化蓖麻油、卵磷脂。所述的有機(jī)溶劑還包括偶聯(lián)劑、流平劑、分散劑和觸變劑中的任一種或它們的組合。所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物中的任一種或它們的組合。所述的流平劑為丙烯酸酯；所述的分散劑為硬脂酰胺與高級(jí)醇；所述的觸變劑為氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土。本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是，提供了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下第一步、無(wú)鉛玻璃粉的制備，按無(wú)鉛玻璃粉的組分及重量百分比配備原料: 0. 5wt % 的 L￡i203、75wt % 的 B203、5wt % 的 Al203、5wt % 的 Zn0、3wt % 的 N￡i20、2wt % 的 Li02、 4wt % 的 V2O5 和 0. 5wt % 的 P2O5。第二步、將上述原料按照重量比稱重，混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱，溫度控制在1000-140(TC，然后保溫30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；第三步、有機(jī)載體制備，將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按照重量比例4 1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；第四步、太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的制備，將銀粉78wt%，無(wú)鉛玻璃粉10wt%，有機(jī)載體12wt%，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨，即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述銀漿包括75 80wt%的銀粉、5 15wt%的無(wú)鉛玻璃粉、10 15wt%的有機(jī)載體，所述有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，兩者間的重量比為3 1 7 1，所述的銀粉為球形和/或鱗片形，所述銀粉的粒徑包含有30 58nm和58 90nm兩種；所述有機(jī)溶劑包括松油醇、松節(jié)油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚類、增塑劑和表面活性劑中的任一種或它們的組合；所述有機(jī)添加劑為纖維素；所述無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括0. 5 的La2O3JO B203、2 Al203、2 Ζη0、1 Na20、2 Li02、 3 ~ 8wt%的 V2O5 和 0. 5 Iwt%的 P2O5。
2.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，在所述銀粉中粒徑為 30 58nm的約占20 40 %，粒徑為58 90nm的約占60 80 %。
3.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述無(wú)鉛玻璃粉的粒徑為 10 40 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的纖維素包括乙基纖維素、羥丙基纖維素和羧甲基纖維素中的任一種或它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的表面活性劑為三乙醇胺、氫化蓖麻油、卵磷脂。
7.如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑還包括偶聯(lián)劑、流平劑、分散劑和觸變劑中的任一種或它們的組合。
8.如權(quán)利要求7所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅、 鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物中的任一種或它們的組合。
9.如權(quán)利要求7所述的用于太陽(yáng)能電池的銀漿，其特征在于，所述的流平劑為丙烯酸酯；所述的分散劑為硬脂酰胺與高級(jí)醇；所述的觸變劑為氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有機(jī)膨潤(rùn)土。
10.一種權(quán)利要求1所述用于太陽(yáng)能電池的銀漿的制備方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下第一步、無(wú)鉛玻璃粉的制備，按無(wú)鉛玻璃粉的組分及重量百分比配備原料0. 5 Iwt % 的 Lei203、70 85wt % 的 B203、2 5wt % 的 A1203、2 5wt % 的 ZnO、1 5wt % 的 Νει20、 2 5wt % 的 LiO2、3 8wt % 的 V2O5 和 0. 5 Iwt % 的 P2O5 ；第二步、將上述原料按照重量比稱重，混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱，溫度控制在1000-140(TC，然后保溫30-60分鐘，將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；第三步、有機(jī)載體制備，將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按照重量比例3 1 7 1進(jìn)行混合攪拌均勻即可；第四步、太陽(yáng)能電池導(dǎo)電銀漿的制備，將銀粉75 SOwt %，無(wú)鉛玻璃粉5 15wt %，有機(jī)載體10 15wt%，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨，即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能電池的銀漿，該銀漿包括銀粉、無(wú)鉛玻璃粉、有機(jī)載體，有機(jī)載體由有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑組成，銀粉為球形和/或鱗片形，銀粉的粒徑包含有粗、細(xì)兩種；無(wú)鉛玻璃粉采用鑭、硼、鋅玻璃體系，其組分包括La2O3、B2O3、Al2O3、ZnO、Na2O、LiO2、V2O5和P2O5。其制備方法為將上述無(wú)鉛玻璃粉原料混合均勻后放于高溫馬孚爐進(jìn)行加熱、保溫，再將熔化后的玻璃粉末顆粒淬火后進(jìn)行球磨；將有機(jī)溶劑和有機(jī)添加劑按比例進(jìn)行混合攪拌均勻即可；將銀粉，無(wú)鉛玻璃粉，有機(jī)載體，進(jìn)行稱重在容器中攪拌均勻放入三輥研磨機(jī)中進(jìn)行球磨，即得到均勻的用于太陽(yáng)能電池的銀漿。在滿足太陽(yáng)能電池電性能的前提下，還能夠滿足無(wú)鉛環(huán)保要求。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK102324263SQ201110184050
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者張建益 申請(qǐng)人:江蘇瑞德新能源科技有限公司