本發(fā)明涉及硅太陽能電池用電極銀漿領(lǐng)域，具體說是一種背鈍化硅太陽能電池(perc)用正電極銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：太陽能作為一種清潔能源，在人類社會的能源結(jié)構(gòu)中扮演著越來越重要的角色。相較于傳統(tǒng)的化石燃料，太陽能具有取之不盡、用之不竭的特點，并且在使用過程中不會產(chǎn)生任何的環(huán)境污染。晶體硅太陽能電池作為一種利用太陽能進行發(fā)電的半導體器件，通過制絨、擴散、刻蝕、鍍膜、印刷電極、燒結(jié)等工藝制備而成，當太陽光照射到其表面時，會在p-n結(jié)的作用下形成空穴-電子對，并在內(nèi)建電場的影響下，分別流向p區(qū)和n區(qū)，接通外部荷載后形成電流。近年來，人們在不斷追求高轉(zhuǎn)換效率的過程中，發(fā)現(xiàn)背鈍化電池(perc)是一種比較容易實現(xiàn)量產(chǎn)的高效電池結(jié)構(gòu)，通過在電池背面增加絕緣鈍化層，降低光生載流子在背面的復合，增強光線在硅基背面反射，從而提高了電池片的開路電壓和短路電流，提升電池效率。perc電池的工藝流程與常規(guī)電池不同的地方在于刻蝕后在電池片背光面沉積一層5～20nm的氧化鋁鈍化膜并進行退火，隨后按順序在正面鍍一層80～100nm的sinx膜，起鈍化和降低光反射的作用，在背面鍍一層80～100nm的sinx膜，起保護氧化鋁膜及增強鈍化的效果，最后背面激光刻槽，印刷正背面漿料和燒結(jié)。由于常規(guī)燒結(jié)溫度會導致perc電池背鈍化層的h原子轉(zhuǎn)化為h2溢出，破壞鈍化效果，因此，通常會降低燒結(jié)溫度，以達到保護背面鈍化層的目的?，F(xiàn)有市場上主流正銀漿料低溫燒結(jié)窗口窄，降低燒結(jié)溫度會影響到漿料中玻璃料對sinx的刻蝕效果、銀線的燒結(jié)質(zhì)量和歐姆接觸的形成，最終會使得轉(zhuǎn)換效率下降。因此，為適應(yīng)perc電池的特殊燒結(jié)工藝，有必要開發(fā)一種燒結(jié)窗口寬，低溫燒結(jié)性能良好的正電極銀漿。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿及其制備方法，燒結(jié)窗口寬，低溫燒結(jié)性能良好。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿，按質(zhì)量百分比含量計，包括3％～15％的有機載體，80％～95％的銀粉和1％～5％的無機玻璃料；所述無機玻璃料由pb-v-te玻璃和bi-w-si玻璃復配得到；所述銀粉由第一銀粉和第二銀粉復配得到。作為改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述無機玻璃料由70％～90％的pb-v-te玻璃和10％～30％的bi-w-si玻璃混合得到。作為改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述pb-v-te玻璃包括30％～60％的pbo，10％～30％的v2o5，10％～30％的teo2，5～20％的bi2o3，5％～10％的b2o3，1％～10％的wo3和1％～10％的sio2；所述bi-w-si玻璃包括45％～75％的bi2o3，5％～20％的wo3，5％～15％的zno，1～10％的sio2，1％～10％的al2o3，1％～5％的mgo，1％～5％的cao和1％～5％的teo2。作為改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述銀粉由60％～95％的第一銀粉和5％～40％的第二銀粉復配得到。作為改進，所述第一銀粉為d50在1μm～3μm，d100小于10μm的球形銀粉；所述第二銀粉為d50在100nm～300nm，d100小于500nm的球形銀粉。作為改進，所述有機載體包括80～90％溶劑、1％～10％樹脂、1％～5％分散劑、0.5％～5％觸變劑。另外，本發(fā)明還提供了一種pb-v-te玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將pbo、v2o5、teo2、bi2o3、b2o3、wo3和sio2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝中；2)將裝有上述氧化物的鉑金坩堝放入高溫燒結(jié)爐中，在700℃～1000℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機中球磨，得到粒徑滿足要求的pb-v-te玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了一種bi-w-si玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將bi2o3、wo3、zno、sio2、al2o3、mgo、cao和teo2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝容器中；2)將裝有上述氧化物混合物的鉑金坩堝放入高溫燒結(jié)爐中，在1000℃～1200℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機中球磨，得到粒徑滿足要求的bi-w-si玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了一種所述正電極銀漿的制備方法，包括以下步驟：1)將pb-v-te玻璃粉和bi-w-si玻璃粉按設(shè)計比例混合均勻，得無機玻璃料；2)將第一銀粉和第二銀粉按比例充分混合均勻；3)將上述各自混合均勻無機玻璃料和銀粉按照設(shè)計比例放入v型混料機中，得到混合均勻的無機粉體；4)將溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑按比例在玻璃反應(yīng)釜中混合后加熱至80℃～100℃，均勻攪拌并保溫1～2小時至組分充分溶解，得到有機載體；5)將上述混合均勻的無機粉體添加到有機載體中，在三輥機上進行反復研磨，得到細度小于10μm、粘度在200pa·s～350pa·s的正電極銀漿。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的正電極銀漿通過優(yōu)化不同粒徑銀粉之間的配比和玻璃料的化學成分得到。一方面，通過引入一定比例的納米銀粉，提高了銀粉體系的燒結(jié)活性，改善低溫燒結(jié)下銀柵線的致密性；另一方面，通過調(diào)整玻璃料的軟化溫度、粘度和表面張力，提高玻璃液的流動性和潤濕能力，保證玻璃液對正面減反射層的刻蝕能力，同時也提高了對銀粉的熔融和再析出能力，銀納米膠體粒子在硅片表面的析出有助于促進玻璃層與硅片形成良好的歐姆接觸，提高轉(zhuǎn)換效率；再者，引入第二組分玻璃粉，增強玻璃層與硅基體的結(jié)合強度，使得漿料在燒結(jié)后具備更高的焊接拉力，提高了太陽能電池的使用壽命。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同，本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。一種背鈍化硅太陽能電池用正電極銀漿，按質(zhì)量百分比含量計，包括3％～15％的有機載體，80％～95％的銀粉和1％～5％的無機玻璃料；所述無機玻璃料由pb-v-te玻璃和bi-w-si玻璃復配得到；所述銀粉由第一銀粉和第二銀粉復配得到。作為實施例的改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述無機玻璃料由70％～90％的pb-v-te玻璃和10％～30％的bi-w-si玻璃混合得到。作為實施例的進一步改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述pb-v-te玻璃包括30％～60％的pbo，10％～30％的v2o5，10％～30％的teo2，5～20％的bi2o3，5％～10％的b2o3，1％～10％的wo3和1％～10％的sio2；所述pb-v-te玻璃粉中，pbo為低熔點氧化物，可以使玻璃具備較低的軟化溫度，同時也是使玻璃具備良好的熔銀能力以及對sinx刻蝕能力的關(guān)鍵組分；teo2和v2o5有助于保護硅基體表面免受過度腐蝕，緩解玻璃液對硅片表面的破壞；b2o3和sio2均為玻璃形成體氧化物，增強玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高體系的成玻能力；wo3為表面活性物質(zhì)，用于降低玻璃液的表面張力，提高其對硅片表面的潤濕能力；bi2o3用于部分取代pbo的用量，改善玻璃料對硅片表面的過度腐蝕；所述bi-w-si玻璃包括45％～75％的bi2o3，5％～20％的wo3，5％～15％的zno，1～10％的sio2，1％～10％的al2o3，1％～5％的mgo，1％～5％的cao和1％～5％的teo2；所述bi-w-si玻璃粉中，bi2o3為低熔點氧化物，搭配少量teo2，使得該玻璃體系具備較低的熔點，但又不會對硅片表面造成較大的損傷；sio2和al2o3的引入可以增強玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，wo3可以降低玻璃液的表面張力，有助于形成均勻的玻璃層，zno、cao、mgo則用于調(diào)節(jié)玻璃粉的熱膨脹系數(shù)和高溫粘度。作為實施例的改進，按質(zhì)量百分比含量計，所述銀粉由60％～95％的第一銀粉和5％～40％的第二銀粉復配得到。所述第一銀粉為d50在1μm～3μm，d100小于10μm的球形銀粉；所述第二銀粉為d50在100nm～300nm，d100小于500nm的球形銀粉。作為實施例的改進，所述有機載體包括溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑。其中，溶劑的質(zhì)量百分數(shù)為80～90％，包括丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、二乙二醇單丁醚和二乙二醇單丁醚醋酸酯中的一種或幾種；樹脂的質(zhì)量百分數(shù)為5％～10％，包括乙基纖維素、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂中的一種或幾種；分散劑的質(zhì)量分數(shù)為1％～5％，包括松香樹脂、脂肪酸聚乙二醇酯、聚丙烯酰胺中的一種或幾種；觸變劑的質(zhì)量分數(shù)為0.5％～5％，包括酰胺蠟、改性蓖麻油中的一種或兩者混合。另外，本發(fā)明還提供了一種pb-v-te玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將pbo、v2o5、teo2、bi2o3、b2o3、wo3和sio2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝中；2)將裝有上述氧化物的鉑金坩堝放入高溫燒結(jié)爐中，在700℃～1000℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機中球磨，得到粒徑滿足要求的pb-v-te玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。另外，本發(fā)明還提供了bi-w-si玻璃的制備方法，包括以下步驟：1)按照設(shè)計比例將bi2o3、wo3、zno、sio2、al2o3、mgo、cao和teo2氧化物混合均勻后裝于鉑金坩堝容器中；2)將裝有上述氧化物混合物的鉑金坩堝放入高溫燒結(jié)爐中，在1000℃～1200℃的溫度下熔制，保溫0.5～2hrs，得到均一的熔融玻璃液；3)利用雙輥軋片機將熔融玻璃液淬冷，得到厚薄均勻的玻璃碎片；4)將上述玻璃片置于行星式球磨機中球磨，得到粒徑滿足要求的bi-w-si玻璃粉，玻璃粉的中位粒徑d50分布于1μm～3μm之間，d100小于10μm。可以理解的，上述步驟中所使用的氧化物，可以以能分解為相應(yīng)氧化物的各種硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氟化物所替代。另外，本發(fā)明還提供了一種所述正電極銀漿的制備方法，包括以下步驟：1)將pb-v-te玻璃粉和bi-w-si玻璃粉按設(shè)計比例混合均勻，得無機玻璃料；2)將第一銀粉和第二銀粉按比例充分混合均勻；3)將上述各自混合均勻無機玻璃料和銀粉按照設(shè)計比例放入v型混料機中，得到混合均勻的無機粉體；4)將溶劑、樹脂、分散劑、觸變劑按比例在玻璃反應(yīng)釜中混合后加熱至80℃～100℃，均勻攪拌并保溫1～2小時至組分充分溶解，得到有機載體；5)將上述混合均勻的無機粉體添加到有機載體中，在三輥機上進行反復研磨，得到細度小于10μm、粘度在200pa·s～350pa·s的正電極銀漿。結(jié)合以上所述組分、含量及方法，本發(fā)明采用的具體實施例如下。其中，為描述方便，玻璃粉1為pb-v-te玻璃，玻璃粉2為bi-w-si玻璃。實施例一按表格1中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表1實施例一各組分比例實施例二按表格2中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表2實施例二各組分比例實施例三按表格3中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表3實施例三各組分比例實施例四按表格4中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表4實施例四的各組分比例實施例五按表格5中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表5實施例五各組分比例實施例六按表格6中各組分比例分別制備玻璃粉、銀粉和有機載體，并進一步混合得到正電極銀漿，將該正電極銀漿通過絲網(wǎng)印刷的方式印刷到perc電池片正表面上，經(jīng)過烘干燒結(jié)，得到正電極。表6實施例六各組分比例上述實施例一至實施例六中電池片的烘干燒結(jié)溫度如表7：表7正電極烘干及燒結(jié)溫度溫區(qū)1溫區(qū)2溫區(qū)3溫區(qū)4溫區(qū)5溫區(qū)6溫區(qū)7溫區(qū)8溫區(qū)9330℃360℃370℃330℃505℃520℃530℃545℃815℃對上述實施例一至實施例六中，所制得的電池片進行電性能和焊接拉力測試，測試結(jié)果如下表8：表8正電極的電性能及拉力性能表8可以反映出，隨著玻璃粉1用量的逐漸降低，玻璃粉2用量的逐漸提高，電池片的焊接拉力呈現(xiàn)逐步增加的趨勢，最高可達3.1n/mm。但是，隨著無鉛玻璃粉2的用量增加，串聯(lián)電阻呈現(xiàn)先降低后提升的基本趨勢，相應(yīng)的，光電轉(zhuǎn)換效率也是先增加后降低。本發(fā)明的正電極銀漿通過優(yōu)化不同粒徑銀粉之間的配比和玻璃料的化學成分得到。一方面，通過引入一定比例的納米銀粉，提高了銀粉體系的燒結(jié)活性，改善低溫燒結(jié)下銀柵線的致密性；另一方面，通過調(diào)整玻璃料的軟化溫度、粘度和表面張力，提高玻璃液的流動性和潤濕能力，保證玻璃液對正面減反射層的刻蝕能力，同時也提高了對銀粉的熔融和再析出能力，銀納米膠體粒子在硅片表面的析出有助于促進玻璃層與硅片形成良好的歐姆接觸，提高轉(zhuǎn)換效率；再者，引入第二組分玻璃粉，增強玻璃層與硅基體的結(jié)合強度，使得漿料在燒結(jié)后具備更高的焊接拉力，提高了太陽能電池的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12