晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池是一種將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌雽w器件，在光照條件下太陽能電池 內(nèi)部產(chǎn)生光生電流，通過電極可直接將電能輸出。為了將電能最大量的輸出，電極制作是一 個非常重要的環(huán)節(jié)。硅太陽能電池電極包括正面銀電極和背面銀電極、鋁電極，正面銀電極 對硅太陽能電池片的電池轉(zhuǎn)換效率影響較大，正銀漿料的性能直接決定了太陽能電池片正 面電極的性能，是晶體硅太陽能電池制造中的關(guān)鍵材料。
[0003] 在太陽能電池的制造發(fā)展過程中，都是圍繞著提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率和降 低太陽電池的生產(chǎn)成本這兩個重點。降低電池的串聯(lián)電阻、提高電池的短路電流都是提高 轉(zhuǎn)換效率的有效方法。
[0004] 有資料表明，在太陽能正面電極用導電漿料中，通過添加使用Ti02粉體或511〇2粉 體，在燒結(jié)冷卻過程中Ti0^Sn02fe晶核劑的作用，使玻璃微晶化，以降低銀硅間的接觸電 阻。但是，由于玻璃相微晶化，銀在玻璃相中的過飽和度增大，使析出的銀顆粒過大，容易擊 穿pn結(jié)，導致燒結(jié)后的電池片短路電流偏低，從而影響了電池的轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對已有技術(shù)之不足，提供一種晶體硅太陽能電池 正面用導電銀漿。所述銀漿通過在其中加入一定含量的含銻無機導電助劑，并通過優(yōu)選無 機粘結(jié)劑玻璃粉，能有效降低電池片的串聯(lián)電阻，提商電池的短路電流，從而提商電池轉(zhuǎn) 換效率。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，各組分及重量百分含量如下：銀粉75? 90% ;玻璃粘結(jié)劑0. 5?2% ;有機粘結(jié)劑7?23% ;無機導電助劑0. 01?2% ;其中，所述的 無機導電助劑為含銻無機化合物；所述的銀粉平均粒徑〇. 2?2微米、振實密度大于4. 8g/ CCo
[0007] 上述晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，所述無機玻璃粘結(jié)劑為軟化溫度為 450-650°C的含鉛玻璃體系或無鉛玻璃體系中的一種。
[0008] 上述晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，所述無機玻璃粘結(jié)劑為軟化溫度為 500_600°C的含鉛或無鉛玻璃體系中的一種。
[0009] 上述晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，所述含銻的無機化合物為Sb2Te3、NiSb、 InSb、YSb中的一種或幾種。
[0010] 上述晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，所述含銻的無機導電助劑的含量為銀漿 總重量的0. 05?1%。
[0011] 上述晶體硅太陽能電池正面用導電銀漿，所述有機粘結(jié)劑由重量百分比為5? 20%的有機樹脂和80?95%的有機溶劑組成；所述的有機樹脂為乙基纖維素、丙烯酸樹脂、 松香、硝基纖維素中的一種或幾種；所述有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇 丁醚、鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種。
[0012] 本發(fā)明取得的有益效果體現(xiàn)在： (1) 本發(fā)明通過添加適量的含銻無機導電助劑，并通過優(yōu)選無機粘結(jié)劑玻璃粉，使玻 璃粉的軟化點與所選無機導電助劑熔點相近，在高溫燒結(jié)時，該含銻無機導電助劑熔融后， 滲透入玻璃體系中，與玻璃相互作用、連接，能夠增強玻璃的導電性能，有效降低電池片的 串聯(lián)電阻； (2) 本發(fā)明通過添加適量的含銻無機導電助劑，由于這些無機導電助劑的流動性能 優(yōu)于玻璃，熔融后部分無機導電助劑在硅基片表面形成薄層均勻分布狀態(tài)，由于這些無機 導電助劑的禁帶寬度較硅半導體小，很容易發(fā)生電子躍遷，這樣可有效利用紅外長波響應(yīng)， 有效提商電池的短路電流，從而提商電池轉(zhuǎn)換效率。
[0013] 因此，本發(fā)明的太陽能電池正面用導電漿料，燒結(jié)形成電極后電池的短路電流增 大，串聯(lián)電阻減小，光電轉(zhuǎn)換效率提高，使電池具有好的導電性能。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明中的導電銀漿主要由導電功能相、玻璃相和有機粘結(jié)劑組成，玻璃相主要 在高溫時熔融，蝕刻減反射膜，并在硅基片和電極間形成連接。銀粉作為導電銀漿中的導電 功能相，一般多選擇球形或類球形，本發(fā)明中的銀粉選用平均粒徑0. 2?2微米、振實密度 大于4. 8g/cc的球形銀粉。銀粉的粒徑過大或過小，都會影響燒結(jié)過程，從而影響電性能。 銀粉的振實密度反應(yīng)銀粉的分散性，如果振實密度過小，銀粉的分散性較差，燒結(jié)過程中所 形成的導電網(wǎng)絡(luò)不連續(xù)，致使導電性能降低。從而影響電池片的轉(zhuǎn)換效率。
[0015] 本發(fā)明中的玻璃相可采用含鉛玻璃體系或無鉛玻璃體系，玻璃的軟化溫度為 450-650°C。這些玻璃粘結(jié)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，它可以直接從市場購買也可以采用 本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制備得到。電極在600-900°C下燒結(jié)，當玻璃的軟化溫度小于 450°C時，在電極燒結(jié)過程中，玻璃相液化溫度低，液態(tài)持續(xù)時間長，容易將發(fā)射極燒穿，且 不能與無機導電助劑相互作用，起不到降低串聯(lián)電阻的作用；而當軟化溫度大于650°C時， 熔融時間過短，同樣不能很好地與無機導電助劑相互作用。本發(fā)明優(yōu)選玻璃的軟化溫度為 500-600°C，當玻璃的軟化溫度在此范圍時，與所選無機導電助劑熔點最為接近，二者相互 作用效果最強，降低串聯(lián)電阻效果最好。為了使玻璃粘結(jié)劑混合更加均勻，玻璃粘結(jié)劑的粒 徑控制在5微米以下，用量控制在導電銀漿總重量的0. 5?2. 0%，因為如果用量不足0. 5%， 則會影響減反射膜的蝕刻及硅基片與銀電極間的附著力；如果用量超過2. 0%，則會在硅表 面形成絕緣層，導致接觸電阻增大，降低電池片的電性能。
[0016] 有機粘結(jié)劑的主要作用是賦予導電漿料一定的粘度和觸變性，使之適于印刷工藝 的要求。本發(fā)明中，有機粘結(jié)劑的用量控制在導電銀漿總重量的7?23%，若有機粘結(jié)劑的 用量少于7%，則漿料觸變性降低，印刷性能受影響；若有機粘結(jié)劑的用量大于23%，則漿料 粘度過低，不利于導電性的提高。有機粘結(jié)劑由重量百分比為5?20%的有機樹脂和80? 95%的有機溶劑組成；所述的有機樹脂為乙基纖維素、丙烯酸樹脂、松香、硝基纖維素中的 一種或幾種；所述有機溶劑為松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇丁醚、鄰苯二甲酸二丁 酯中的一種或幾種。
[0017] 發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，通過在導電銀漿中添加含銻的無機導電助劑Sb2Te3、NiSb、 InSb、YSb中的一種或幾種，能夠增強玻璃的導電性能，降低電極的串聯(lián)電阻，并能改善電極 的長波響應(yīng)，使得電池的短路電流增大，電池效率提高。這是因為與公知技術(shù)相比，這些導 電助劑具有較強的電子運輸能力，并且這些助劑的熔點較低(在520-600°C，與玻璃粉的軟 化溫度相近）；禁帶寬度較小，為0. 2-0. 5ev。高溫燒結(jié)時，含銻的無機導電助劑熔融后，部 分滲透入熔融玻璃體系中，與玻璃相互作用，增強玻璃的導電性；同時，這些導電助劑的流 動性能優(yōu)于玻璃，部分熔融后的助劑可在硅基片表面形成薄層均勻分布狀態(tài)，由于這些助 劑的禁帶寬度較硅半導體小，很容易發(fā)生電子躍遷，這樣可有效利用紅外長波響應(yīng)，增大電 池的短路電流，從而提高電池效率。本發(fā)明中含銻無機導電助劑的用量控制在導電銀漿總 重量的0. 01?2. 0%。如果添加量小于0. 01%，起不到改善玻璃導電性和改善長波響應(yīng)的作 用；如果添加量大于2. 0%，則漿料的流動性過強，影響印刷柵線的高寬比。
[0018] 因此，本發(fā)明的太陽能電池正面用導電漿料，燒結(jié)形成電極后