CN105489266A - 一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法，该浆料由质量百分比计为银粉55-70％，无机玻璃粉1-15％，有机粘合剂20-35％，无机助剂0.5-1％的原料组成。本发明选用SHBF-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化；通过在银导电浆料中加入Ti,Zn,Fe,金属粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低银电极与硅基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
Description
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池板领域，特别涉及一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法。
背景技术
随着不可再生能源的消耗，人类对新型清洁能源的需求变得越来越迫切。晶硅太阳能电池正是新型能源的代表，其是将太阳光能转化为电能的电池。目前，为了确保高效地光电转化率，通常对单晶硅板上的导电浆料做一些改进，要求银电极与基材要有良好的附着力；生产中，银导电浆料烧结膜层的性质在烧结条件一定的情况下取决于银导电浆料中作为无机粘结相的玻璃粉。但是，这类玻璃粉中含有铅这类对环境有污染的金属物质，而银导电浆料做成的玻璃粉需要铅来达到高效的电能性，因此需要找到一种无铅玻璃来替代以往的有铅玻璃，并达到电性能，附着力，可靠性等方面的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，该银导电浆料无铅，经印刷烧结，能够形成焊接性能好，附着力强的银电极。，有效地解决了上述问题。
本发明还提供所述晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法。
为了实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70％，无机玻璃粉1-15％，有机粘合剂20-35％，无机助剂0.5-1％的原料组成。
优选的，所述银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5μm，比表面积1.0-1.5％㎡/g，振实密度4.0-4.5g/ml。
优选的，所述的无机玻璃粉为SHBF-160系低熔点玻璃。
优选的，所述有机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20％，松油醇20-55％，丁基卡必醇25-60％。
优选的，所述有机粘合剂的制备方法如下：将松油醇和丁基卡必醇混合，加热至60℃-80℃，搅拌下加入乙基纤维素，恒温持续搅拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有机粘合剂。
优选的，所述的无机助剂是从Ti，Zn，Fe三种金属，以及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选择一种，其平均粒径≤0.5μm。
一种所述晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法，
(1)根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空搅拌机中，持续搅拌2小时以上，
(2)将搅拌均匀的原料经三辊轧机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度≤10μm，再经300目丝网过滤即为银导电浆料。
本发明选用了SHBF-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化；通过在银导电浆料中加入Ti,Zn,Fe,金属粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低银电极与硅基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
将质量百分比计为银粉70份、有机粘合剂2.5份、无机玻璃27份和无机助剂0.5份配比放入真空搅拌机中，持续搅拌2小时左右，形成均匀混合物；再经三辊轧机分散，研磨成均质浆料，刮板精细度≤10μm，粘度为40-60pa.s，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电浆料。
实施例2
将质量百分比计为银粉60份、有机粘合剂4.5份、无机玻璃35份和无机助剂0.5份配比放入真空搅拌机中，持续搅拌2小时左右，形成均匀混合物；再经三辊轧机分散，研磨成均质浆料，刮板精细度≤10μm，粘度为40-60pa.s，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电浆料。
实施例3
将质量百分比计为银粉65份、有机粘合剂46份、无机玻璃328.5份和无机助剂0.5份配比放入真空搅拌机中，持续搅拌2小时左右，形成均匀混合物；再经三辊轧机分散，研磨成均质浆料，刮板精细度≤10μm，粘度为40-60pa.s，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电浆料。
三个实施例中，银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5μm，比表面积1.0-1.5％㎡/g，振实密度4.0-4.5g/ml。其可在市场购得；无铅玻璃是SHBF-160系低熔点玻璃，其为现今的环保型低融玻璃；无机助剂是从Ti，Zn，Fe三种金属，以及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选择一种，其平均粒径≤0.5μm。
有机粘合剂的制备
将重量配比为松油醇35份和丁基卡必醇60份均匀混合，并加热到60-80℃，在搅拌下加入对应的乙基纤维素5份，恒温持续搅拌1-2小时，得到完全透明，无不溶解物的均质溶液即为银导电浆料的有机粘合剂。
可焊性测试：在硅片上印刷1cmx1cm正方形面积，经烧结后，表面浸涂2％的松香酒精溶液作为助焊剂，垂直浸入220℃Sn62Pb36Ag2锡锅内1-3秒，测算1c㎡上浸上锡的面积占总面积比例。
耐焊性测试：将烧好1cm2可焊性测试片浸涂酒精松香助焊剂后，浸入220℃Sn62Pb36Ag2锡锅内，观测烧结银层被完全侵蚀的时间。
附着力测试：将银导电浆料印刷在半成品晶硅太阳能电池的背面并经标准生产工艺烧成背面银电极，用标准镀锡铜带自动焊接，用拉力机测试45°角剥离力。
剥离性测试：将已焊好背电极的太阳能电池片放入潮湿试验箱中在85℃温度，85％湿度下3000小时，再测试附着力和FF值(均值)。
具体如下表
| 可焊性测试 | 耐焊性测试 | 附着力测试 | 剥离性测试 | |
| 实施例1 | ≥95％ | 7s | 6N | 4.2N |
| 实施例2 | ≥90％ | 5s | 4N | 2.2N |
| 实施例3 | ≥92％ | 6s | 6.2N | 4.0N |
以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70％，无机玻璃粉1-15％，有机粘合剂20-35％，无机助剂0.5-1％的原料组成。
2.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于：所述银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5μm，比表面积1.0-1.5％㎡/g，振实密度4.0-4.5g/ml。
3.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于：所述的无机玻璃粉为SHBF-160系低熔点玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于：所述有机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20％，松油醇20-55％，丁基卡必醇25-60％。
5.根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于：所述的无机助剂是从Ti，Zn，Fe三种金属，以及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选择一种，其平均粒径≤0.5μm。
6.一种如权利要求4所述的有机粘合剂的制备方法：
(1)将松油醇和丁基卡必醇混合，加热至60℃-80℃；
(2)搅拌下加入乙基纤维素，恒温持续搅拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有机粘合剂。
7.一种所述晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法，
(1)根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空搅拌机中，持续搅拌2小时以上，
(2)将搅拌均匀的原料经三辊轧机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度≤10μm，再经300目丝网过滤即为银导电浆料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |