用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法，該玻璃粉的原料包括TeO2:25-45％、PbO:30-55％、Bi2O3:8-25％、SiO2:0.5-6％、表面活性金屬氧化物:1-12％、Al2O3:0-3％、ZnO:0-6％、ZrO2:0-2％、R2O:0-4％、MgO:0-2％、P2O5:0-3％和B2O3:0-2％，其中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Co、Nb、Ti或Mn的金屬氧化物中的至少一種，R2O為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種，(PbO+Bi2O3)/TeO2摩爾比為0.7-2，TeO2/PbO摩爾比為0.8-2，上述原料經(jīng)過(guò)球磨、三段升溫、猝冷及烘干、濕法粗磨、濕法細(xì)磨和冷凍干燥后制得本發(fā)明的玻璃粉，本發(fā)明的玻璃粉具有合適的腐蝕速率、抗腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，能夠很好解決高方阻太陽(yáng)能電池正銀漿料對(duì)燒結(jié)窗口的功能需求。
【專利說(shuō)明】用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬太陽(yáng)能電池漿料領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。在半導(dǎo)體的P-N結(jié)上入射 的合適波長(zhǎng)的輻射充當(dāng)在該半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴-電子對(duì)的外部能量源。由于P-N結(jié)處存在 電勢(shì)差，空穴和電子以相反的方向跨過(guò)該結(jié)移動(dòng)。電子移動(dòng)到負(fù)極觸點(diǎn)，空穴移動(dòng)到正極觸 點(diǎn)，從而產(chǎn)生能向外部電路輸送電力的電流。太陽(yáng)能電池的電極觸點(diǎn)對(duì)于電池的性能很重 要。
[0003] 太陽(yáng)能電池正面銀漿是制作光電太陽(yáng)能電池重要的基礎(chǔ)材料，用于制作晶體硅太 陽(yáng)能電池的正面電極。太陽(yáng)能電池正面銀漿的組成由玻璃粉、銀粉、有機(jī)載體、無(wú)機(jī)添加劑、 有機(jī)添加劑；其中玻璃粉主要作用是燒穿絕緣的氮化硅減反膜、幫助形成Ag/Si歐姆接觸、 提供附著力；銀粉主要作用是使銀粉燒結(jié)致密化，形成低的柵線電阻，提供好的導(dǎo)電電極； 有機(jī)載體主要作用是粉體間的潤(rùn)濕、印刷性、外觀、高寬比；無(wú)機(jī)添加劑與有機(jī)添加劑主要 用于改性與漿料性能的改善。
[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，為了提高轉(zhuǎn)換效率與降低表面復(fù)合，各電池廠商紛紛采用電池 片的淺結(jié)技術(shù)。淺結(jié)是指太陽(yáng)能電池 P-N結(jié)結(jié)深小于0.3 μ m，利用淺結(jié)可以顯著降低太 陽(yáng)能電池片表面的少數(shù)載流子復(fù)合速度，提高短波段的光譜響應(yīng)。但在燒結(jié)時(shí)由于P-N結(jié) 很淺，很容易燒穿，這就要求漿料有較寬的燒結(jié)窗口與合適的腐蝕速率，而影響燒結(jié)窗口與 腐蝕速率主要取決于正銀漿料中玻璃粉的特性：玻璃粉要在不同溫度區(qū)間有不同的腐蝕速 率、抗腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、同時(shí)對(duì)溫度不敏感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉及其 制備方法，能夠很好解決高方阻太陽(yáng)能電池正銀漿料對(duì)燒結(jié)窗口的功能需求。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉，該玻璃粉的原料包括以下組分和重量百 分含量：Te0 2:25-45 %、Pb0:30-55 %、Bi203:8-25 %、Si02:0. 5-6 %、表面活性金屬氧化 物：1-12%、Al203:0-3 %、Zn0:0-6%、Zr02:0-2%、R20:0-4%、Mg0:0-2%、P20 5:0-3 %和 B203:0-2% ;其中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Co、Nb、Ti或Μη的金屬氧 化物中的至少一種,R 2〇為含有Li、Na或Κ的金屬氧化物中的至少一種；其中，（Pb0+Bi203)/ Te0 2摩爾比為0. 7-2, Te02/Pb0摩爾比為0. 8-2。
[0008] 較佳的是，還可以包含以下材料成份中的至少一種：PbF2:0-5%、Er 203:0-2 %、 1^203:0-2%和〇602:0-2%。
[0009] 進(jìn)一步地說(shuō)，上述玻璃粉的Tg溫度為320°C _450°C。
[0010] 上述的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉的制備方法，按下述步驟進(jìn)行：
[0011] 一、將全部原料進(jìn)行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑；
[0012] 二、將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備中采用三段升溫曲線進(jìn)行升溫：
[0013] 第一段：升溫時(shí)間為10-30分鐘且升溫速率為15-45 °C /分鐘，升溫至 250 °C -350 °C ；
[0014] 第二段：升溫時(shí)間為60-80分鐘且升溫速率為20_60°C /分鐘，升溫至 850 °C -950 °C ；
[0015] 第三段：在900°C -1200°C的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔 液；
[0016] 三、將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻 璃顆粒在80°C -120°c烘箱內(nèi)干燥1-5小時(shí)；
[0017] 四、將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進(jìn)行濕法粗磨：在高速振動(dòng)球磨機(jī)中加入 去離子水并且使用直徑為10-25mm的鋯球進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為3-5小時(shí)；
[0018] 五、將步驟四濕法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再進(jìn)行濕法細(xì)磨：在高速振動(dòng)球磨 機(jī)中加入球磨分散助劑并且使用直徑為l-3mm的鋯球進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為1-3小時(shí)；
[0019] 六、將步驟五濕法細(xì)磨后制得的玻璃粉溶液進(jìn)行過(guò)篩取出鋯球，得到玻璃粉溶 液；
[0020] 七、將步驟六制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時(shí)，即制得本發(fā)明所 述用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉。
[0021] 其中，步驟二中所述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得 的混合物放入鉬金坩堝中，在室溫下再將坩堝放入高溫箱式爐中。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉具有合適的腐蝕速 率、抗腐蝕能力、流動(dòng)性、潤(rùn)濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，特別是在低溫時(shí)有充分的流動(dòng)性與腐蝕 性，并充分與氮化硅反應(yīng)，高溫時(shí)能保持足夠長(zhǎng)的耐高溫與抗腐蝕性，該玻璃粉還具有較高 的折射率與光的吸收率，并且有明顯的半導(dǎo)體特性及低的壘勢(shì)高度。使用本發(fā)明玻璃粉制 備的漿料經(jīng)燒結(jié)測(cè)試后具有更低的接觸電阻、高的拉力、高的填充、寬的燒結(jié)窗口以及與國(guó) 外漿料持平的電性能特性。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例：本發(fā)明實(shí)施例1-6的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉的原料配比詳見(jiàn)下 表1 :
[0024] 表1 (單位：重量百分比，％ ):
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的原料包括以下組分 和重量百分含量：Te0 2:25-45 %、PbO: 30-55 %、Bi203:8-25 %、Si02:0. 5-6 %、表面活性金屬 氧化物：1-12 %、A1203:0-3 %、ZnO: 0-6 %、Zr02:0-2 %、R20:0-4 %、MgO: 0-2 %、P205:0-3 % 和 B203:0-2% ;其中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr、Co、Nb、Ti或Μη的金屬氧 化物中的至少一種,R 2〇為含有Li、Na或Κ的金屬氧化物中的至少一種；其中，（Pb0+Bi203)/ Te0 2摩爾比為0. 7-2, Te02/Pb0摩爾比為0. 8-2。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，還包含以下材 料成份中的至少一種：PbF2:0-5 %、Er203:0-2 %、La203:0-2 %和 Ce02:0-2 %。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的 Tg 溫度為 320°C _450°C。
4. 一種如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉的制備方 法，其特征在于，按下述步驟進(jìn)行： 一、 將全部原料進(jìn)行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑； 二、 將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備中采用三段升溫曲線進(jìn)行升溫： 第一段：升溫時(shí)間為10-30分鐘且升溫速率為15-45°C /分鐘，升溫至250°C -350°C ; 第二段：升溫時(shí)間為60-80分鐘且升溫速率為20-60°C /分鐘，升溫至850°C _950°C ; 第三段：在900°C -1200°C的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔液； 三、 將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻璃顆 粒在80°C _120°C烘箱內(nèi)干燥1-5小時(shí)； 四、 將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進(jìn)行濕法粗磨：在高速振動(dòng)球磨機(jī)中加入去離 子水并且使用直徑為l〇_25mm的锫球進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為3-5小時(shí)； 五、 將步驟四濕法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再進(jìn)行濕法細(xì)磨：在高速振動(dòng)球磨機(jī)中 加入球磨分散助劑并且使用直徑為l_3mm的鋯球進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為1-3小時(shí)； 六、 將步驟五濕法細(xì)磨后制得的玻璃粉溶液進(jìn)行過(guò)篩取出鋯球，得到玻璃粉溶液； 七、 將步驟六制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時(shí)，即制得本發(fā)明所述用 于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于太陽(yáng)能高方阻漿料的玻璃粉的制備方法，其特征在于，步 驟二中所述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得的混合物放入鉬金 坩堝中，在室溫下再將坩堝放入高溫箱式爐中。
【文檔編號(hào)】C03C12/00GK104118992SQ201410348624
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】楊晶, 白海贊, 劉府朝 申請(qǐng)人:江蘇歐耐爾新型材料有限公司