一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿。本發(fā)明采用導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末替代銀漿中的部分低溫玻璃粉，減少了電極燒結(jié)過程中銀電極對鈍化層的破壞，同時降低了銀電極的體電阻，進(jìn)而提升了銀電極的電學(xué)性能；并且，由于使用高熔點(diǎn)的導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末替代了部分低溫玻璃粉，阻止了銀電極焊接過程中，焊錫對銀電極的侵蝕，進(jìn)而提升了銀電極的機(jī)械附著力。
【專利說明】
一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及光伏產(chǎn)業(yè)用高性能銀導(dǎo)體漿料，特別 涉及一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏元件(photovoltaic device)由于其將發(fā)自光源(例如，太陽光）中容易取得 的能量轉(zhuǎn)換成電力，以操控例如，計(jì)算機(jī)、電腦、加熱器等電子裝置，所以光伏元件已被廣泛 地使用。最常見的光伏元件即為硅基太陽能電池。
[0003] 背鈍化硅基太陽能電池(PERC電池)代表常規(guī)硅太陽能電池的特殊類型，他們是在 常規(guī)硅太陽能電池的基礎(chǔ)上，在電池背面形成一層70-170nm厚的氧化物鈍化層，從而減少 太陽能電池的背面復(fù)合，提升電池效率;然后使用激光刻蝕技術(shù)在背面鈍化層上開孔或槽， 以使背面金屬電極與硅基材之間電性接觸。
[0004] 為了保證背面鈍化層起到相對應(yīng)的鈍化效果，必須保證鈍化層的完整性，因此要 求背鈍化硅基太陽能電池所用背面銀漿，在燒結(jié)形成背面銀電極的高溫過程中，控制銀電 極對背面鈍化層的腐蝕，同時保證電極與硅基片間的附著力，以滿足太陽能電池之后的焊 接封裝要求。為了得到性能更好的電極，方阻值更低的銀漿配方是優(yōu)化的選擇。
[0005] 中國專利申請201280009271.2公開了一種"用于形成鈍化發(fā)射極的銀背面電極和 背面接觸硅太陽能電池的方法"，其中的所使用的銀漿包含至少一種玻璃料(玻璃粉），在燒 結(jié)過程中，通過控制玻璃粉的軟化點(diǎn)和玻璃的加入量，控制電極對背面鈍化層的腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明采用導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末替代用于形成背鈍化太陽電池背面 銀電極的銀漿中的部分低溫玻璃粉，從而減少了電極燒結(jié)過程中銀電極對鈍化層的破壞， 同時降低了銀電極的體電阻，進(jìn)而提升了電極的電學(xué)性能;而且，由于使用高熔點(diǎn)的導(dǎo)電陶 瓷超細(xì)粉末替代了部分低溫玻璃粉，從而阻止了電極焊接過程中，焊錫對銀電極的侵蝕， 提升了電極的機(jī)械附著力。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，所述銀漿包含一種或多種導(dǎo)電 陶瓷超細(xì)粉末。根據(jù)粉末領(lǐng)域的公知，所述超細(xì)粉末通常為平均粒度不大于IOym的粉末。
[0009] 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案的要點(diǎn)之一是選用合適的導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末，目 的是為了降低銀漿中低溫玻璃粉的用量，從而達(dá)到在降低電極燒結(jié)過程對背鈍化層腐蝕的 同時，降低銀電極的體電阻，并提升電極焊接后的機(jī)械附著力。為了達(dá)到這一要求，所選的 導(dǎo)電陶瓷超細(xì)末粒度需要適中。如導(dǎo)電陶瓷粉末粒度過大，因?qū)щ娞沾煞勰o法在電極燒 結(jié)過程中軟化，銀粉和低溫玻璃粉在燒結(jié)過程中將與導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末分離，不能形成完 整的銀膜，將影響電極的致密度，導(dǎo)致電極電阻上升，附著力下降。如導(dǎo)電陶瓷粉末粒度過 小，將吸附在低溫玻璃粉和銀粉表面，提高低溫玻璃粉和銀粉的燒結(jié)溫度，提高電極的電 阻。
[0010] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所選導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的平均粒度范圍為〇. 1 -5μπι，優(yōu) 選的平均粒度范圍為O · 5-1 · 5μπι。
[0011] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末選自碳化鈦，碳化鎢，碳化鋯的 一種或多種。
[0012] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的含量為0.5_3wt%。
[0013] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述銀漿還包括以下組分：
[0014] 40-57wt %銀粉;0· 8-3wt %低溫玻璃粉，其余為有機(jī)相。
[0015] 所述銀粉包含有至少一種超細(xì)銀粉，所述超細(xì)銀粉的粒度為0.1-2.5μπι。所述超細(xì) 銀粉的形貌可以為球形、類球形、片狀或微晶狀。所述超細(xì)銀粉表面包覆有至少一種表面活 性劑，以避免銀粉的團(tuán)聚，從而提高其在漿料中的分散性。所述表面活性劑可選自明膠、硬 脂酸、司班85、BYKl IO中的一種或者幾種。
[0016] 所述低溫玻璃粉的玻璃化溫度在350-450°C范圍內(nèi)。
[0017]所述低溫玻璃粉的粒度為0·5-3μπι。
[0018] 所述低溫玻璃粉包含有40-60wt%的氧化鉍，15-30wt%的氧化硅，5-15wt%的氧 化硼，1-1 Owt %的氧化鋅，l-5wt %的氧化銅，1-3%的氧化鋰。
[0019] 所述有機(jī)相選用乙基纖維素、丙烯酸樹脂、氫化松香、醇酸樹脂中的一種或多種作 為增粘聚合物，并選用松油醇、醇酯十二、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇二丁 醚、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或者多種作為溶劑，并優(yōu)選選用司班85、吐溫、BYK110、 BYKlll、硬脂酸、辛酸中的一種或者多種作為分散劑。
[0020] 所述導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末先與所述低溫玻璃粉混合，得到的混合物再與其它組分混 合。
[0021 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0022] 本發(fā)明通過在用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿中引入導(dǎo)電陶瓷超細(xì) 粉末，與銀粉、低溫玻璃粉進(jìn)行共燒，有利于銀漿在加工過程中形成完整致密的導(dǎo)電銀層， 并降低電極的體電阻；同時高軟化溫度的導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的引入，降低了低溫玻璃粉的 用量，在保證電極焊接附著力的同時，還減少了低溫玻璃粉在燒結(jié)過程中對太陽電池背面 鈍化層的腐蝕。
[0023] 當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 在本文中，由「一數(shù)值至另一數(shù)值」表示的范圍，是一種避免在說明書中一一列舉 該范圍中的所有數(shù)值的概要性表示方式。因此，某一特定數(shù)值范圍的記載，涵蓋該數(shù)值范圍 內(nèi)的任意數(shù)值以及由該數(shù)值范圍內(nèi)的任意數(shù)值界定出的較小數(shù)值范圍，如同在說明書中明 文寫出該任意數(shù)值和該較小數(shù)值范圍一樣。
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā) 明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神的范圍 內(nèi)根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026] 實(shí)施例
[0027] 本實(shí)施例提供一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿。其中銀粉選用片 狀銀粉，平均粒度為〇. 8μπι，銀粉表面活性劑選用硬脂酸。低溫玻璃粉含有53wt %的氧化鉍， 25wt %的氧化娃，13wt %的氧化硼，5wt %的氧化鋅，3wt %的氧化銅，1 %的氧化鋰，低溫玻 璃粉的粒度為2.1M1。
[0028] 本實(shí)施例的制作用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其一個具體的制備 方法如下：
[0029] 所用低溫玻璃粉是將低溫玻璃粉組分中所含的各種氧化物置于氧化鋁坩堝中，加 熱至1100-1200 °C熔融，并保溫45-70分鐘。之后將玻璃熔料倒入水中水淬得到水淬料。取出 水淬料，以乙醇為球磨介質(zhì)球磨至所需粒度大小，得到低溫玻璃粉。將導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末和 上述制備的低溫玻璃粉混合均勻后，再以乙醇為球磨介質(zhì)球磨混合30-60分鐘形成混合無 機(jī)相。將乙基纖維素溶解于松油醇中，溶解澄清，做為漿料的有機(jī)相。取銀粉、混合無機(jī)相、 有機(jī)相共同配制成粗品漿料，上三輥機(jī)進(jìn)行3遍處理得成品銀漿料。
[0030] 本發(fā)明P1-P7的實(shí)例中銀漿的配方如下表1。
[0031] 表 1
[0033] 將上述制備的成品銀漿料，通過絲網(wǎng)印刷工藝印刷到硅基片上形成銀電極圖形， 再通過常規(guī)的烘干和燒結(jié)工藝，得到可測試用的太陽能硅電極片。
[0034] 對上述的Pl和P2銀漿料以及用添加導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末制作的銀漿料印刷后的太 陽能硅電極片進(jìn)行了方阻值和焊接附著力測試：測試方阻值測試方法參考國標(biāo)GB/T 17473.3-2008《微電子技術(shù)用貴金屬漿料測試方法-方阻測定》，焊接附著力測試方法參考 國標(biāo)GB/T 17473.4-2008《微電子技術(shù)用貴金屬漿料測試方法-附著力測定》。
[0035] Pl和P2對比例及P3-P7各實(shí)施例的銀漿料制得的太陽能硅電極片的方阻值測試值 和焊接附著力測試值如下表2。
[0036] 衷 2
[0038] 從表2可以看到，本實(shí)施例的導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的引入，或者降低了電極的體電 阻，或者提升了電極的焊接附著力，或者兩方面性能均有提升，所制作的硅電極性能優(yōu)于沒 有添加導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的漿料制作的硅電極。
[0039] 在本發(fā)明及上述實(shí)施例的教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易預(yù)見到，本發(fā)明所列舉 或例舉的各原料或其等同替換物、各加工方法或其等同替換物都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原 料和加工方法的參數(shù)上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述銀漿包含一種 或多種導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末。2. 如權(quán)利要求1所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所選 導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的平均粒度范圍為0.1 -5μπι。3. 如權(quán)利要求1所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所選 導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的平均粒度范圍為0.5-1.5μπι。4. 如權(quán)利要求1所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末選自碳化鈦，碳化鎢，碳化鋯的一種或多種。5. 如權(quán)利要求1所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末的含量為0.5-3wt %。6. 如權(quán)利要求1所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 銀漿還包括以下組分： 40-57wt %銀粉;0.8-3wt %低溫玻璃粉，其余為有機(jī)相。7. 如權(quán)利要求6所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 銀粉包含有至少一種超細(xì)銀粉，所述超細(xì)銀粉的粒度為〇. 1-2.5μπι。8. 如權(quán)利要求6所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 低溫玻璃粉的玻璃化溫度在350-450°C范圍內(nèi)。9. 如權(quán)利要求6所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所述 低溫玻璃粉的粒度為0.5-3μπι。10. 如權(quán)利要求6所述的用于形成背鈍化太陽電池背面銀電極的銀漿，其特征在于，所 述導(dǎo)電陶瓷超細(xì)粉末先與所述低溫玻璃粉混合，得到的混合物再與其它組分混合。
【文檔編號】H01B1/14GK106057277SQ201610393173
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】敖毅偉, 鄭建華, 李佳峰, 顏海涌, 劉海東
【申請人】常州聚和新材料股份有限公司