CN102426873A - 硅太阳能电池正银浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硅太阳能电池正面电极用导电浆料，尤其是硅太阳能电池正银浆料及其制备方法，其特点是，按重量百分含量计组成为：有机载体为6-15％，粘合剂为1-5％，溶剂为2-6％，助剂为0.5-5％，添加剂为0.1-2％，余量为导电金属粉，在该导电金属粉中银磷铜合金粉占5-15％，其余为球形银粉。本发明提供的导电浆料中添加合金粉能够有助于降低银浆生产成本，同时改善导电浆料的导电性能，因此使最终制备得到的太阳能电池具有较高的光电转化效率。

Description

硅太阳能电池正银浆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种硅太阳能电池正面电极用导电浆料，尤其是硅太阳能电池正银浆料及其制备方法。
背景技术
太阳能作为一种绿色能源，以其取之不竭、无污染、不受地域资源限制等优点越来越受到人们的重视。太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极可直接将电能输出。
单晶硅太阳电池硅基材的正面电极为负极，背面电极为正极。所述太阳能电池的正面电极和背面电极上均涂覆有导电浆料。所述太阳能电池正面导电浆料通常为导电银浆，印刷成0.08毫米宽梳状银线条，背面通常为导电铝浆，印刷成全面积的铝浆，铝层中间留出两条3毫米宽的缝隙，在此缝隙上再印刷4毫米宽的线条，使铝层与银层每边有0.5毫米的重叠，以保证铝层和银层之间的电接触。
太阳能电池正面电极用导电银浆属电子信息材料之一，而正面电极用导电银浆料的性能优劣对太阳能电池的光电转化效率的高低起到决定性作用，因此，国际上研究十分活跃。目前技术银浆中的银粉含量均高于70％，降低银浆成本是降低太阳能电池片成本的一个重要环节，也能够让太阳能电池更具有市场优势。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种硅太阳能电池正银浆料，能够在降低成本的同时提升印刷银线条的导电能力，从而提升电池的光电转化效率；
本发明的目的之二而是提供一种上述浆料的制备方法。
一种硅太阳能电池正银浆料，其特别之处在于，按重量百分含量计组成为：有机载体为6-15％，粘合剂为1-5％，溶剂为2-6％，助剂为0.5-5％，添加剂为0.1-2％，余量为导电金属粉，在该导电金属粉中银磷铜合金粉占5-15％，其余为球形银粉。
其中球形银粉的颗粒直径为1-2微米，银磷铜合金粉的颗粒直径为5-6微米。
其中添加剂选自五氧化二磷和氧化镓中的至少一种，溶剂选自松油醇、松节油、卡必醇和环己酮中的至少一种。
其中有机载体为树脂和溶剂的混合物，按重量计树脂∶溶剂＝10-25％∶75-90％，树脂为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素中的至少一种，溶剂选自松油醇、松节油、卡必醇和环己酮中的至少一种。
其中粘合剂为玻璃粉。
其中玻璃粉为Bi2O3-B2O3-SiO2体系玻璃粉或Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉，玻璃粉的颗粒直径为2-6微米。
其中助剂为润湿分散剂和消泡剂以任意比例的混合物，润湿分散剂选自BYK-163、BYK-P104S和BYK-110中的至少一种，消泡剂选自BYK-141、BYK-052和BYK-066N中的至少一种。
硅太阳能电池正银浆料的制备方法，其特别之处在于，按照权利要求1至7中任意一项的配比将各组分按比例称量，使用脱泡搅拌机转动混合，然后使用三辊研磨机辊轧数遍，最后使用400目丝网过滤即可。
其中有机载体的制备方法如下，按照权利要求4的配比将各组分投入到反应釜内，使用水浴加热至70-90℃，并使用电动搅拌机搅拌，搅拌速度100-200转/分，待升温之后恒温4-6小时，直至反应釜内树脂全部溶解各组分呈均一相，再待冷却之后用300目丝网过滤即得到有机载体。
其中使用三辊研磨机辊轧10-15次。
本发明提供的导电浆料中添加合金粉能够有助于降低银浆生产成本，同时改善导电浆料的导电性能，因此使最终制备得到的太阳能电池具有较高的光电转化效率。
具体实施方式
实施例1
一种硅太阳能电池正银浆料，按质量计组成为：
Figure BDA0000126199290000031
其中球形银粉的颗粒直径为1-2微米，银磷铜合金粉的颗粒直径为5-6微米。玻璃粉为Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉，玻璃粉的颗粒直径为2-6微米。
首先制备有机载体，将质量分数为20％的乙基纤维素和80％的松油醇投入反应釜内，使用水浴加热至70℃，并使用电动搅拌机搅拌，搅拌速度100转/分，当升温之后恒温4小时，直至反应釜内树脂全部溶解，各组分呈均一相。冷却之后用300目丝网过滤，得到有机载体。
将银浆的上述各组分按比例称量，使用脱泡搅拌机转动混合，然后使用三辊研磨机辊轧12次，最后使用400目丝网过滤。
实施例2
一种硅太阳能电池正银浆料，按质量份组成为：
Figure BDA0000126199290000041
其中球形银粉的颗粒直径为1-2微米，银磷铜合金粉的颗粒直径为5-6微米。玻璃粉为Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉，玻璃粉的颗粒直径为2-6微米。
首先制备有机载体，将质量分数为10％的乙基纤维素和90％的松油醇投入反应釜内，使用水浴加热至80℃，并使用电动搅拌机搅拌，搅拌速度200转/分，当升温之后恒温5小时，直至反应釜内树脂全部溶解，各组分呈均一相。冷却之后用300目丝网过滤，得到有机载体。
将银浆各组分上述按比例称量，使用脱泡搅拌机转动混合，然后使用三辊研磨机辊轧15次，最后使用400目丝网过滤。
实施例3
一种硅太阳能电池正银浆料，按质量份组成为：
其中球形银粉的颗粒直径为1-2微米，银磷铜合金粉的颗粒直径为5-6微米。玻璃粉为Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉，玻璃粉的颗粒直径为2-6微米。
首先制备有机载体，将质量分数为25％的乙基纤维素和75％的松油醇投入反应釜内，使用水浴加热至70℃，并使用电动搅拌机搅拌，搅拌速度100转/分，当升温之后恒温4小时，直至反应釜内树脂全部溶解，各组分呈均一相。冷却之后用300目丝网过滤，得到有机载体。
将银浆各组分上述按比例称量，使用脱泡搅拌机转动混合，然后使用三辊研磨机辊轧10次，最后使用400目丝网过滤。

Claims (10)

1.一种硅太阳能电池正银浆料，其特征在于，按重量百分含量计组成为：有机载体为6-15％，粘合剂为1-5％，溶剂为2-6％，助剂为0.5-5％，添加剂为0.1-2％，余量为导电金属粉，在该导电金属粉中银磷铜合金粉占5-15％，其余为球形银粉。
2.如权利要求1所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中球形银粉的颗粒直径为1-2微米，银磷铜合金粉的颗粒直径为5-6微米。
3.如权利要求1或2所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中添加剂选自五氧化二磷和氧化镓中的至少一种，溶剂选自松油醇、松节油、卡必醇和环己酮中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中有机载体为树脂和溶剂的混合物，按重量计树脂∶溶剂＝10-25％∶75-90％，树脂为甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素中的至少一种，溶剂选自松油醇、松节油、卡必醇和环己酮中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中粘合剂为玻璃粉。
6.如权利要求5所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中玻璃粉为Bi2O3-B2O3-SiO2体系玻璃粉或Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉，玻璃粉的颗粒直径为2-6微米。
7.如权利要求1或2所述的硅太阳能电池正银浆料，其特征在于：其中助剂为润湿分散剂和消泡剂以任意比例的混合物，润湿分散剂选自BYK-163、BYK-P104S和BYK-110中的至少一种，消泡剂选自BYK-141、BYK-052和BYK-066N中的至少一种。
8.硅太阳能电池正银浆料的制备方法，其特征在于：按照权利要求1至7中任意一项的配比将各组分按比例称量，使用脱泡搅拌机转动混合，然后使用三辊研磨机辊轧数遍，最后使用400目丝网过滤即可。
9.如权利要求8所述的硅太阳能电池正银浆料的制备方法，其特征在于：其中有机载体的制备方法如下，按照权利要求4的配比将各组分投入到反应釜内，使用水浴加热至70-90℃，并使用电动搅拌机搅拌，搅拌速度100-200转/分，待升温之后恒温4-6小时，直至反应釜内树脂全部溶解各组分呈均一相，再待冷却之后用300目丝网过滤即得到有机载体。
10.如权利要求8或9所述的硅太阳能电池正银浆料的制备方法，其特征在于：其中使用三辊研磨机辊轧10-15次。
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