專利名稱：一種晶體硅太陽電池正面銀漿的制作方法
技術領域：
本發明屬于電子漿料技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽電池正面銀漿。
背景技術：
太陽能是真正取之不盡、用之不竭、蘊藏量極大而又無污染的能源，在全球能源危機的今天，越來越多的國家和地區開始實施“陽光計劃”，開發太陽能資源。太陽能發電是直接將太陽輻射能轉換為電能，是所有清潔能源中對太陽能的轉換環節最少、利用最直接的方式。目前，主要的太陽電池是晶體硅太陽電池。據統計，在硅光伏界，電池效率每年約提高O. 5%，主要源于金屬化漿料方面，尤其是正面銀漿。一般采用絲網印刷工藝將銀漿印刷于硅基片正面，形成正面電極。位于受光面的電極主要包括主柵線和若干細柵線，其中，細柵線收集硅基片中因光生伏特效應產生的光電子，并將這些光電子傳輸到主柵線上，最終 導出電池形成電流。因此，正面銀漿對晶體硅太陽電池的電性能有著及其重要的影響。銀漿主要由導電相銀粉、無機粘結劑、有機粘合劑以及其他添加劑組成。其中銀粉為導電介質；無機粘結劑在高溫燒結時熔化，在銀粉和硅基底之間形成歐姆接觸；有機粘合劑主要起分散和包裹作用，將銀粉顆粒均勻的包裹起來，使得導電銀漿中的銀粉不容易產生沉淀和氧化。正面銀漿需要與硅形成良好的接觸，并傳遞光生電流，且不能影響和破壞p-n結。因此，其需要滿足以下條件(I)能夠穿透減反射膜，使漿料與硅基片有良好的接觸；(2)具有較高的導電性能，實現低串聯電阻；(3)較高的線分變率，盡量減少重影；(4)良好的焊接性能，以連接外部線路。目前國內正面銀漿在晶體硅太陽電池的應用上所存在的主要問題是(1)燒結時燒結范圍窄；(2)電池的光電轉換效率低；(3)焊接性能差。

發明內容
本發明的目的在于提供一種具有較高光電轉換效率的晶體硅太陽電池正面銀漿，且該漿料具有較好的焊接性能。本發明提供的一種晶體硅太陽電池正面銀漿，其由以下質量百分比的原料制成67-90%的銀粉，1-8%的無機粘結劑，2-20%的有機粘合劑，1-5%的添加劑。本發明所述銀粉為球形銀粉和片狀銀粉混合物。其中，球形銀粉的表面包覆有表面處理劑，純度大于99. 90%,平均粒度I. 0-4. 5 μ m,振實密度3. 5-6. 5g/cm3,燒蝕率
O.3-1. 0% ;片狀銀粉的純度大于99. 90%，平均粒度3. 0-6. O μ m，振實密度3. 0-4. 5g/cm3。本發明所述無機粘結劑為玻璃粉，其由以下質量百分比的原料制成PbO 30-70%,SiO2 5-10%, B2O3 2-10%, Al2O3 3-8%, Bi2O3 10-30%, Zn3(PO4)2 · 4H20 5-20%, MgO 1_10%。本發明所述有機粘合劑由以下質量百分比的原料制成乙基纖維素4-10%，丙烯酸樹脂0-5%，吐溫0-10%，乙二醇丙醚15-30，丁基卡必醇醋酸酯10-30%，油酸丁酯5_10%，二乙二醇單丁醚醋酸酯15-35%。
本發明所述助劑為各種市售分散劑、流平劑、潤濕劑、觸變劑和防沉劑中的一種或幾種。與現有技術相比，本發明的優點在于該產品應用于晶體硅太陽電池上時具有較高的光電轉換效率和焊接性能。經測試，其應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡18. 3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡17. 0% ;該產品應用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2. 5N (含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。
具體實施例方式以下實施例僅用于闡述本發明，而本發明的保護范圍并非僅僅局限于以下實施例。所述技術領域的普通技術人員依據以上本發明公開的內容和各參數所取范圍，均可實現本發明的目的。實施例I(I)制備無機粘結劑按質量份Pbo 70份，SiO2 5份，B2O3 2份，Al2O3 3份，Bi2O3 10份，Zn3(PO4)2 · 4H20 5份和MgO 5份制備無機粘結劑，備用。(2)制備有機粘合劑按質量份乙基纖維素4份，丙烯酸樹脂2份，吐溫5份，乙二醇丙醚18份，丁基卡必醇醋酸酯30份，油酸丁酯6份，二乙二醇單丁醚醋酸酯35份制備有機粘合劑，備用。(3)銀粉球形銀粉和片狀銀粉的混合物，其中球形銀粉的表面包覆有表面處理劑，純度大于99. 90%，平均粒度I. 2-1. 4 μ m，振實密度3. 5-3. 9g/cm3，燒蝕率O. 7% ;片狀銀粉的純度大于99. 90%,平均粒度5. 0-6. O μ m，振實密度3. 5-4. Og/cm3。(4)添加劑各種市售分散劑、流平劑、潤濕劑、防沉劑等中的一種或幾種。按質量份銀粉67份，無機粘結劑8份，有機粘合劑20份，添加劑5份制得方阻為3m Ω/ □，粘度為3.6 mpa · S，細度為8 μ m的正面銀漿。將漿料分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20 μ m)，按晶體硅太陽電池的生產工藝流程制成電池片后測試其光電轉換效率的數據為應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡18. 3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡17. 0%。將上述印燒了正面銀漿的硅電池片按以下方法進行焊接附著力檢驗將燒結后的硅片平放，正銀電極朝上。經助焊劑處理的焊帶平鋪在正電極上方，平行緊貼在正電極中央，其中一端超出硅片邊緣。用已預熱的焊咀(若使用含鉛焊帶，預熱至330°C;若使用無鉛焊帶，預熱至420°C)按壓并緩慢滑過焊帶，將焊帶焊接在正銀電極上。將超出硅片邊緣端的焊帶反向180°彎折，將硅片固定在夾具中，將折起端焊帶固定在萬能試驗機拉力測試頭上，以100 mm/min恒速、180°撕拉。經測量，其焊接平均拉力>2. 5N。實施例2
(I)制備無機粘結劑按質量份PbO 49份，SiO2 9份，B2O3 4份，Al2O3 8份，Bi2O3 16份，Zn3(PO4)2 · 4H20 10份和MgO 4份制備無機粘結劑，備用。(2)制備有機粘合劑按質量份乙基纖維素8份，丙烯酸樹脂2份，吐溫5份，乙二醇丙醚30份，丁基卡必醇醋酸酯25份，油酸丁酯10份，二乙二醇單丁醚醋酸酯20份制備有機粘合劑，備用。( 3 )銀粉規格同實施例I。
( 4 )添加劑規格同實施例I。按質量份銀粉75份，無機粘結劑6份，有機粘合劑15份，添加劑4份制得方阻為2.5 πιΩ/□，粘度為4 mpa · S，細度為5μπι的正面銀漿。將漿料分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180 ± 20 μ m)，按晶體硅太陽電池的生產工藝流程制成電池片后測試其光電轉換效率的數據為應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡18. 3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡17. 0%。按實施例I的焊接拉力試驗方法測得的焊接平均拉力>2. 5N。實施例3
(I)制備無機粘結劑:按質量份PbO 30份，SiO2 6份，B2O3 6份，Al2O3 6份，Bi2O3 25份，Zn3(PO4)2 · 4H20 18份和MgO 9份制備無機粘結劑，備用。
(2)制備有機粘合劑按質量份乙基纖維素10份，丙烯酸樹脂5份，吐溫3份，乙二醇丙醚28份，丁基卡必醇醋酸酯16份，油酸丁酯8份，二乙二醇單丁醚醋酸酯30份制備有機粘合劑，備用。( 3 )銀粉規格同實施例I。(4)添加劑規格同實施例I。按質量份銀粉90份，無機粘結劑2份，有機粘合劑6份，添加劑2份制得方阻為2m Ω/ □，粘度為5 mpa · S，細度為9 μ m的正面銀漿。將漿料分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180 ± 20 μ m)，按晶體硅太陽電池的生產工藝流程制成電池片后測試其光電轉換效率的數據為應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡18. 3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡17. 0%。按實施例I的焊接拉力試驗方法測得的焊接平均拉力>2. 5N。實施例4
(I)制備無機粘結劑按質量份PbO 62份，SiO2 6份，B2O3 3份，Al2O3 4份，Bi2O3 13份，Zn3(PO4)2 · 4H20 7份和MgO 5份制備無機粘結劑，備用。(2)制備有機粘合劑按質量份乙基纖維素9份，丙烯酸樹脂3份，吐溫8份，乙二醇丙醚29份，丁基卡必醇醋酸酯10份，油酸丁酯9份，二乙二醇單丁醚醋酸酯32份制備有機粘合劑，備用。( 3 )銀粉規格同實施例I。( 4 )添加劑規格同實施例I。按質量份銀粉83份，無機粘結劑4份，有機粘合劑10份，添加劑3份制得方阻為5m Ω / □，粘度為4. 3 mpa · S，細度為3 μ m的正面銀漿。將漿料分別印刷于單晶和多晶硅片上(厚度180±20 μ m),按晶體硅太陽電池的生產工藝流程制成電池片后測試其光電轉換效率的數據為應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡18. 3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率彡17. 0%。按實施例I的焊接拉力試驗方法測得的焊接平均拉力>2. 5N。
權利要求
1.一種晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于由以下質量百分比的原料制成67-90%的銀粉，1-8%的無機粘結劑，2-20%的有機粘合劑，1-5%的添加劑。
2.根據權利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述銀粉為球形銀粉和片狀銀粉混合物。
3.根據權利要求2所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述球形銀粉的表面包覆有表面處理劑，純度大于99. 90%，平均粒度I. 0-4. 5 μ m，振實密度3. 5-6. 5g/cm3，燒蝕率 O. 3-1. 0%。
4.根據權利要求2所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述片狀銀粉的純度大于99. 90%,平均粒度3. 0-6. O μ m，振實密度3. 0-4. 5g/cm3。
5.根據權利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述無機粘結劑為玻璃粉，其由以下質量百分比的原料制成PbO 30-70%, SiO2 5-10%, B2O3 2-10%, Al2O33-8%, Bi2O3 10-30%, Zn3(PO4)2 · 4H20 5-20%, MgO 1_10%。
6.根據權利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述有機粘合劑由以下質量百分比的原料制成乙基纖維素4-10%，丙烯酸樹脂0-5%，吐溫0-10%，乙二醇丙醚15-30，丁基卡必醇醋酸酯10-30%，油酸丁酯5-10%，二乙二醇單丁醚醋酸酯15_35%。
7.根據權利要求I所述的晶體硅太陽電池正面銀漿，其特征在于所述助劑為各種市售分散劑、流平劑、潤濕劑、觸變劑和防沉劑中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種晶體硅太陽電池正面銀漿，該銀漿由以下質量百分比的原料制成67-90%的銀粉，1-8%的無機粘結劑，2-20%的有機粘合劑，1-5%的添加劑。本發明采用球狀銀粉和片狀銀粉的混合物作為導電相，使得該銀漿具有較好的導電性能。該產品應用于晶體硅太陽電池上時具有較高的光電轉換效率和良好的焊接性能。經測試，其應用于單晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率≥18.3%，應用于多晶硅太陽電池上的量產平均轉換效率≥17.0%；該產品應用于晶體硅太陽電池上的焊接拉力>2.5N(含鉛或者無鉛焊帶焊接，180°撕拉)。
文檔編號H01B1/22GK102903419SQ20121036903
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者丁冰冰, 倪妙妮 申請人:廣州市儒興科技開發有限公司, 無錫市儒興科技開發有限公司