CN102231392A

CN102231392A - 无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法

Info

Publication number: CN102231392A
Application number: CN 201110166569
Authority: CN
Inventors: 公立; 王国芳; 王保德; 张淑鸿; 席友谊
Original assignee: XI'AN CHUANGLIAN PHOTOVOLTAIC NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: XI'AN CHUANGLIAN PHOTOVOLTAIC NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2011-11-02

Abstract

本发明公开了一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其组分及重量百分比为功能相85％～90％；粘结相2％～10％；有机载体5.5％～20％；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂；还公开了该无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备工艺。本发明提供的太阳能电池正面银浆不含铅，完全符合环保要求，能在太阳能电池正面形成附着力强、低欧姆接触接触的导电电极，电池光电转化效率高，是含铅正面银浆的理想取代物。

Description

无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池用正面银浆技术领域，具体地说是一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。

背景技术

太阳能电池正面导电银浆在太阳能电池领域主要用作电极材料，随着太阳能电池制造技术的发展，对电池电极材料的要求是：浆料印刷细线化；浆料成本下降。

此外，太阳能电池用浆料，要求浆料具有良好的印刷性能，印烧后有良好的电性能、可焊性及硅片不发生变形，烧制后不起珠，组装时不起灰等。目前的太阳能电极印烧用电子浆料主要是背面铝浆、背面银铝浆和正面银浆三种，三种浆料的主要原料不同，性能各有差异，正面银浆通常用作电池栅极即受光面，而背面银铝浆和背面铝浆用在背场电极即背阳面，铝浆制备在国内已经得到突破，产品质量基本满足生产要求，背面银铝浆目前已能够生产。但正面银浆制备技术一直未得到突破，性能与国际厂商的产品还有大的差距，主要是存在和硅的附着力差、含铅等缺点，且导电性较差，导致电极的接触电阻较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。

本发明技术方案如下：

一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其组分及重量百分比为功能相85％～90％；粘结相2％～10％；有机载体5.5％～20％；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂。

所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述导电银粉为精细球形导电银粉，其粒径为0.2～2μm。

所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述玻璃粘合剂为铋-硅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为：Bi₂O₃ 40～50％；ZnO 20～30％；B₂O₃ 20～25％；Al₂O₃ 0～4％；SiO₂ 0.5～4％；CaO 0～4％；TiO₂ 0～4％；另有5～10％添加剂，所述添加剂选自五氯化磷和Ⅷ族金属卤化物中的至少一种。

所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机树脂由蓖麻油和乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中的一种或其组合组成。

一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：

1、粘结相制备：Bi₂O₃ 40～50％；ZnO 20～30％；B₂O₃ 20～25％；Al₂O₃ 0～4％；SiO₂ 0.5～4％；CaO 0～4％；TiO₂ 0～4％；将称量好的Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、TiO₂混合均匀后置于马弗炉加热，温度控制在900～1200℃，保温30～60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，加入所述催化剂(五氯化磷和所述Ⅷ族金属卤化物)，球磨至0.5～2μm过400目筛得到玻璃粘结剂；

2、有机载体的制备：将有机溶剂和有机树脂混合加热到90～120℃，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机粘合剂；

3、将85-90％的银粉及2-10％玻璃粉粘合剂混合，研磨至外观细腻，无颗粒时，再加入5.5-20％的有机载体搅拌均匀。

本发明提供的太阳能电池正面银浆不含铅，完全符合环保要求，能在太阳能电池表面形成附着力强、低欧姆接触电阻的导电电极，电池光电转化效率高，是含铅银浆的理想取代物。

产品满足以下技术指标：

粘度：310-330kcps(Brookfield HBT，SC4-14/6R，10rpm，25°)；固含量：89-92％；高宽比：＜15/11μm；附着力(N)(N/2X2mm2)≥70；细度：＜7μm；细线分辨：60-120μm；固化后硬度(Shore D)：97，弯曲强度(ASTMD-790)：52MPa；弯曲模量(ASTMD-790)：2.1MPa；粘接剪切强度(ASTMD 1002)：170kg/cm2；方阻：＜2mΩ/□/10μm；符合RoHS，接触阻抗50-80Ω/□；符合快速印刷工艺，无铅。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实例1

粘结相制备：按质量份数，Bi₂O₃ 40～50％；ZnO 20～30％；B₂O₃ 20～25％；Al₂O₃ 0～4％；SiO₂0.5～4％；CaO 0～4％；TiO₂ 0～4％；五氯化磷2～5％；Ⅷ族金属卤化物3～5％；将称量好的Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、TiO₂混合均匀后置于马弗炉加热，温度控制在900～1200℃，保温30～60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，加入所述五氯化磷和所述Ⅷ族金属卤化物，球磨至0.5～2μm过400目筛得到环保玻璃粘结剂；

有机载体的制备：有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，有机树脂由蓖麻油、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中的一种或其组合组成。

按质量份数，乙基纤维素10％，氯醋树脂20％，酚醛树脂20％，松油醇20％、松节油20％混合加热到90～120℃，充分搅拌至完全溶解，再加入10％甲基单丁基醚，加热到90～120℃，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机载体；

正面银浆制作方法：1、将85％～90％(质量比，下同)的银粉(精细球形导电银粉，其粒径为0.2～2μm)及2％～10％玻璃粘结剂混合，银粉和玻璃粘结剂的搅拌，用V型干粉搅拌机，不可用螺杆搅拌机，以免破坏粉体。2、向混合好后的粉料中，加入5.5％～20％的有机载体，在高粘度搅拌机中搅拌均匀。3、将步骤2中搅拌好的膏料放入三辊机进行研磨，目的是打开玻璃粉的团聚和银粉的分散。4、将研磨分散好的膏料在高粘度搅拌机中进行第二次搅拌并脱泡。5、将搅拌并脱泡好的浆料进行成品检验与分装。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，其组分及重量百分比为功能相85％～90％；粘结相2％～10％；有机载体5.5％～20％；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂。

2.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述导电银铝粉为精细球形导电银粉，其粒径为0.2～2μm。

3.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述粘结相为铋-硅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为：Bi₂O₃ 40～50％；ZnO 20～30％；B₂O₃ 20～25％；Al₂O₃ 0～4％；SiO₂ 0.5～4％；CaO 0～4％；TiO₂ 0～4％；添加剂5～10％，所述添加剂选自五氯化磷和Ⅷ族金属卤化物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机树脂由蓖麻油、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中的一种或其组合组成。

5.一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

粘结相制备：Bi₂O₃ 40～50％；ZnO 20～30％；B₂O₃ 20～25％；Al₂O₃ 0～4％；SiO₂0.5～4％；CaO 0～4％；TiO₂ 0～4％；五氯化磷2～5％；Ⅷ族金属卤化物3～5％；将称量好的Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、CaO、TiO₂混合均匀后置于马弗炉加热，温度控制在900～1200℃，保温30～60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，加入所述五氯化磷和所述Ⅷ族金属卤化物，球磨至0.5～2μm过400目筛得到玻璃粘结剂；

有机载体的制备：将有机溶剂和有机树脂混合加热到90～120℃，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机粘合剂；

将85-90％的银粉及2-10％粘结相充分混合后，再加入5.5-20％的有机载体搅拌均匀，随后进行研磨，然后再搅拌并脱泡，最后检验封装。