硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于硅太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池是一種將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的半導(dǎo)體器件，其工作原理在于半導(dǎo)體PN 結(jié)的光生伏特效應(yīng)，即在外界光照的條件下，太陽能電池片產(chǎn)生伏特效應(yīng)，通過電池表面的 導(dǎo)電物質(zhì)和外部連接導(dǎo)線，在接通的情況下形成電流，以供用電設(shè)備使用或被電荷儲(chǔ)存設(shè) 備儲(chǔ)存。太陽能電池中，要對(duì)電池片中光生伏特效應(yīng)產(chǎn)生電子加以利用，必須使用電極將電 子導(dǎo)出。
[0003] 目前，市場(chǎng)上最為成熟的太陽能電池是硅太陽能電池。硅太陽能電池表面的電極 主要有背面銀電極和正面銀電極，這些電極通常由導(dǎo)電銀漿采用絲網(wǎng)印刷的方式印刷在硅 片表面形成。可以說，導(dǎo)電銀漿是當(dāng)前硅太陽能電池主要使用的電極材料。
[0004] 硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿主要由銀粉、玻璃料、有機(jī)載體組成，各組分的性能好 壞決定了所述硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的整體性能，進(jìn)而影響硅太陽能電池的整體性 能，如短路電流、串聯(lián)電阻、光電轉(zhuǎn)換效率、焊接強(qiáng)度等重要指標(biāo)。其中，對(duì)硅太陽能電池的 整體性能，如短路電流、串聯(lián)電阻、光電轉(zhuǎn)換效率、焊接強(qiáng)度等影響最大的組分時(shí)組成正面 導(dǎo)電銀漿的玻璃料。目前多使用含碲玻璃玻璃料，然而由于含碲玻璃料與傳統(tǒng)使用玻璃料 存在很大的差異，相比傳統(tǒng)玻璃料，含碲玻璃料存在與硅片親和性差、且形成玻璃后網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)較為簡(jiǎn)單的問題，因此用含碲玻璃料制作的正面導(dǎo)電銀漿容易出現(xiàn)與硅片剝離和拉力附 著力差的問題。添加大量的親硅成分以及玻璃網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)物后，又出現(xiàn)電性能急劇下降等問 題。含碲玻璃料存在的上述問題，嚴(yán)重制約了正面導(dǎo)電銀漿中含碲玻璃料的硅太陽能電池 的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種光電轉(zhuǎn)換效率高、焊接拉力大的硅太陽能電池正面導(dǎo) 電銀漿，旨在保證硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿電性能的前提下，解決含碲玻璃料、特別是含 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿玻璃料附著力低、親硅性差的問題，從 而提高含TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的短路電流、開路電壓、轉(zhuǎn)換 效率，降低硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的串阻的。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的制備方法。
[0007] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿，包括銀粉、玻璃料和有機(jī) 載體，還包括棒狀納米銀線、無機(jī)鹽復(fù)合物晶體，其中，所述玻璃料為改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述銀粉為微米/亞微米銀粉，以所述硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的總重量為100% 計(jì)，各組分重量百分含量如下所述：
[0008]
[0009] 以及，一種硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的制備方法，包括下述步驟：
[0010] 制備無機(jī)鹽復(fù)合物晶體：取兩種或兩種以上的無機(jī)氧化物或能分解成所述無機(jī)氧 化物的無機(jī)鹽，依次進(jìn)行混合、熱處理、粉碎、過篩處理，得到無機(jī)鹽復(fù)合物晶體；
[0011] 制備改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料：將玻璃料氧化物及改性添加劑依次進(jìn)行混合、 熔融、冷淬、粉碎、過篩處理，制成改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料；
[0012] 制備有機(jī)載體：將有機(jī)溶劑、增稠劑、增塑劑、助劑經(jīng)過混合處理，制備有機(jī)載體；
[0013] 制備硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿：按上述太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的配方稱取所 述微米/亞微米級(jí)銀粉、棒狀納米銀線、改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料、無機(jī)鹽復(fù)合物晶體以 及有機(jī)載體，將各組分進(jìn)行混合處理，得到硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿。
[0014] 本發(fā)明提供的硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿，首先，特異性地添加了所述納米棒狀 銀線，由于細(xì)長(zhǎng)的所述棒狀納米銀線的熔化溫度較球形顆粒微米/亞微米級(jí)銀粉的熔化溫 度低，因此，在燒結(jié)過程中，所述棒狀納米銀線可以較快地與熔化的玻璃料作用形成熔融態(tài) 復(fù)合物，所述熔融態(tài)復(fù)合物中的所述棒狀納米銀線發(fā)生彎曲形變，并貼附在球形顆粒微米/ 亞微米級(jí)銀顆粒表面，提高所述微米/亞微米級(jí)銀粉之間的接觸效果。進(jìn)一步的，由于所述 納米棒狀銀線長(zhǎng)度較大，它不僅可以增加臨近的球型銀粉的接觸點(diǎn)，還可以連接不相臨近 的球形銀粉顆粒，從而顯著增大了銀粉間的接觸面積，提高了銀粉顆粒間的接觸效果。與此 同時(shí)，納米棒狀銀線在燒結(jié)過程中發(fā)生彎曲形變，填補(bǔ)了球形銀粉顆粒間的空隙，增加了電 池片銀柵線密實(shí)程度，降低了接觸電阻，提高了電池片的輸出功率。
[0015] 其次，本發(fā)明硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿中，添加了特定的無機(jī)鹽復(fù)合物晶體。由 于本發(fā)明硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿中，所述玻璃料非晶體物質(zhì)，不存在固定的熔點(diǎn)；而無 機(jī)鹽復(fù)合物晶體為晶體物質(zhì)，具有晶體結(jié)構(gòu)，存在固定的熔點(diǎn)。因此，伴隨加熱過程逐步熔 化，當(dāng)高熔點(diǎn)的無機(jī)鹽復(fù)合物晶體和低玻璃化溫度的玻璃料混合加熱時(shí)，非晶結(jié)構(gòu)的玻璃 料先開始熔化，并逐漸包覆所述無機(jī)鹽復(fù)合物晶體顆粒表面。在熔融玻璃料提供的液相環(huán) 境中，無機(jī)鹽復(fù)合物，與無機(jī)鹽復(fù)合物晶體發(fā)生反應(yīng)或離子交換，使得玻璃料的結(jié)構(gòu)趨向復(fù) 雜化。與此同時(shí)，在熔融玻璃料促使無機(jī)鹽復(fù)合物晶體熔化時(shí)，無機(jī)鹽復(fù)合物晶體需要不斷 從周圍環(huán)境吸熱，這樣可以很好地控制熔化玻璃的溫度急劇升高。因此，本發(fā)明通過在硅太 陽能電池正面導(dǎo)電銀漿中添加特定的無機(jī)鹽復(fù)合物晶體，一方面使得硅太陽能電池正面導(dǎo) 電銀漿在燒結(jié)過程中玻璃料與所述無機(jī)鹽復(fù)合物晶體之間發(fā)生上述相互作用，來改變玻璃 料熔化后的流動(dòng)性以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，改變?nèi)廴诓ＡУ恼扯燃盁崤蛎浵禂?shù)，提高玻 璃料與硅片的親和性，以此來提高銀漿在硅片表面的附著強(qiáng)度。另一方面，微小的所述無機(jī) 鹽復(fù)合物晶體的加入，在非晶體的玻璃料熔化過程中不斷和所述無機(jī)鹽復(fù)合物晶體作用， 可以很好的抑制玻璃料熔化后對(duì)硅片P-N節(jié)損壞，提高硅太陽能電池的開路電壓、短路電 流以及轉(zhuǎn)化效率，最終增加其輸出功率。
[0016] 本發(fā)明提供的硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿，成功提高了 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的 玻璃強(qiáng)度和附著力，在保證電性能的前提下，實(shí)現(xiàn)了高效率、低電阻、高拉力、低漏電流的硅 太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿。
[0017] 本發(fā)明提供的一種硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單，操作 可控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿，包括銀粉、玻璃料和有機(jī) 載體，還包括棒狀納米銀線、無機(jī)鹽復(fù)合物晶體，其中，所述玻璃料為改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述銀粉為微米/亞微米銀粉，以所述硅太陽能電池正面導(dǎo)電銀漿的總重量為100% 計(jì)，各組分重量百分含量如下所述：
[0022] 所述硅太陽能電池正面銀漿，所述玻璃料是重要的功能組分。本發(fā)明實(shí)施例 中，以TeO2-Bi2O3-PbO作為玻璃料的主體系，在此基礎(chǔ)上添加改性添加劑，從而得到改性 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料。本發(fā)明實(shí)施例中，所述改性TeO 2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含 量為0. 1 % -10 %，作為具體實(shí)施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含量可為 0· 1%、0· 5%、1· 0%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等具體份數(shù)。[0023] 具體的，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料包含為Te0 2、Bi203、Pb0和改性添加劑，以 所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的總重量為100%計(jì)，各組分的重量百分含量?jī)?yōu)選如下所 述：[0024]
[0020]
[0021]
[0025] 進(jìn)一步的，作為優(yōu)選實(shí)施例，所述改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻璃料的粒徑為1-20 μ m， 中位徑D50為1-10 μ m ;作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的粒徑為 1-10 μ m，中位