專利名稱：一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池正銀漿料，具體涉及一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料。
背景技術(shù)：
太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。在結(jié)構(gòu)上，它包括背面電極、pn結(jié)、減反射膜和正面電極。其中，正面電極是用來接收光激發(fā)的電子和對外輸出電流的。用來制造太陽能電池正面電極的正銀漿料其質(zhì)量直接影響太陽能電池的串聯(lián)電阻和電池片的光電轉(zhuǎn)化效率，構(gòu)成了太陽能電池生產(chǎn)中的一個關(guān)鍵技術(shù)要點。
目前太陽能電池正銀漿料的峰值燒結(jié)溫度在750_830°C，高燒結(jié)溫度間接上要求了與其配套使用的背銀漿料和背鋁漿料也應(yīng)能適應(yīng)高燒結(jié)溫度的工藝要求。這樣苛刻的工藝要求使材料更新?lián)Q代的速度加快，也使電池片的使用壽命受到了考驗，不能滿足節(jié)能環(huán)保的要求。
為了降低銀漿燒結(jié)溫度，申請?zhí)枮?00810231663.9的中國專利公開了中低溫固化導(dǎo)電銀漿，該專利主要是通過采用低熔點玻璃作為無機粘結(jié)劑，以及采用顆粒直徑為 1-10 μ m、振實密度為2. 0-2. 5g/cm3的球狀銀粉為導(dǎo)電體來降低固化溫度。但是單一粒徑的銀粉燒結(jié)后銀膜結(jié)構(gòu)不夠致密。同時，若使用單一大粒徑的銀粉，其燒結(jié)活性不高，不能實現(xiàn)燒結(jié)溫度的降低；若使用納米或亞微米的銀粉，雖然燒結(jié)活性能提高，但其制備工藝復(fù)雜，成本昂貴，而且低填充量時無法實現(xiàn)高導(dǎo)電率，往往需要高的填充量才能達(dá)到高導(dǎo)電率，這不利于提高產(chǎn)品在市場上的競爭力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于提供一種成本低廉，性能優(yōu)越且適合低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料。
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉55-90%、低溫玻璃粉1_5%、燒結(jié)促進(jìn)劑O. 1-5%、無機添加劑0_3%、余量為有機載體；其中各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
上述燒結(jié)促進(jìn)劑為鋅、錫、鈷、銻及其化合物的一種或幾種。該燒結(jié)促進(jìn)劑可以在 420°C左右較低的溫度區(qū)間內(nèi)與銀粒子發(fā)生固態(tài)相變反應(yīng)，在銀粒子上形成一層復(fù)雜的氧化物層，銀粒子可通過此氧化物層進(jìn)行擴散，使得銀粒子在低溫下可出現(xiàn)燒結(jié)頸和晶粒長大；當(dāng)溫度升高時，在銀電極內(nèi)的該氧化物層開始融化，形成流動的液相穿透減反射膜，進(jìn)而也促進(jìn)銀粒子的液相燒結(jié)和向硅基板的擴散，使正銀漿料的低溫?zé)Y(jié)成為可能，同時降低銀層和硅基板的串聯(lián)電阻。
上述高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3,由亞微米銀粉和微米銀粉組成；亞微米銀粉的平均粒徑為O. l-2Mm，在該高振實密度銀粉中的重量百分?jǐn)?shù)為20-50% ;微米銀粉的平均粒徑為2-5Mm，在該高振實密度銀粉中的重量百分?jǐn)?shù)為50-80% ;亞微米銀粉和微米銀粉均為球形或類球形。使用該亞微米銀粉與微米銀粉的混合物作為銀漿的導(dǎo)電體，可以增強銀粉體系的燒結(jié)活性，降低漿料燒結(jié)的峰值溫度。另外，亞微米銀粉能有效地填充漿料中微米銀粉間的空隙，因此銀漿燒結(jié)后形成銀膜的致密性大為提高，同時燒結(jié)收縮率也大為降低，使燒結(jié)后得到的電極具有優(yōu)異的綜合性能。再者，采用亞微米銀粉和微米銀粉的混合物作為正銀漿料的導(dǎo)電體并不顯著提高生產(chǎn)銀漿的成本，相比于以單一的亞微米或納米銀粉為導(dǎo)電體的銀漿，成本大為降低，因此對于市場推廣有利。
上述低溫玻璃粉的軟化點為350_450°C，平均粒徑〈2Mm ;其組成和重量百分?jǐn)?shù)為 PbO 60-85%、SiO2 1-20%, Al2O3 O. 5-5%, MgO 1-10%, ZnO 1_10%，且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。該低溫玻璃粉粒徑小、軟化點低，在漿料的燒結(jié)過程中有利于參與穿越減反射膜的反應(yīng)，使得低溫?zé)Y(jié)得到的銀層與硅基板的附著力好，且接觸電阻小。
上述無機添加劑為MgO、CaO和Ta2O5的一種或幾種的混合物。
上述有機載體為太陽能電池正銀漿料中通用的溶劑(如醇類、醚類、酯類或酮類溶劑中的一種或幾種)、通用有機粘合劑(如丙烯酸樹脂、纖維素衍生物和聚酯中的一種或幾種)以及通用助劑(如消泡劑、流平劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增塑劑中的一種或幾種)的混合物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于本發(fā)明太陽能電池正銀漿料能實現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)，且燒結(jié)后銀膜的致密性好，接觸電阻低，且成本低廉。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1本發(fā)明是一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其組分及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉85%、低溫玻璃粉5%、燒結(jié)促進(jìn)劑O. 1%、有機載體9. 9%。其中，燒結(jié)促進(jìn)劑為鋅單質(zhì)；高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3,由平均粒徑為O. l-2Mm的亞微米銀粉和平均粒徑為2-5Mm微米銀粉組成，亞微米銀粉和微米銀粉的重量比為50%: 50%，且均為球形或類球形；低溫玻璃粉的軟化點為350-450°C，平均粒徑<2Mm，其組成和重量百分?jǐn)?shù)為PbO 60%,SiO2 20%,Al2O3 5%,MgO 7%,ZnO 8% ;有機載體由松油醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、蓖麻油、乙醇按60%: 10%: 10%: 10%: 10%的重量比組成的混合物。
實施例2本發(fā)明是一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其組分及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉55%、低溫玻璃粉4%、燒結(jié)促進(jìn)劑5%、無機添加劑O. 1%、有機載體35. 9%。其中，燒結(jié)促進(jìn)劑為錫單質(zhì)；高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3,由平均粒徑為O. l-2Mm 的亞微米銀粉和平均粒徑為2-5Mm微米銀粉組成，亞微米銀粉和微米銀粉的重量比為 20%:80%，且均為球形或類球形；低溫玻璃粉的軟化點為350-450°C，平均粒徑<2Mm，其組成和重量百分?jǐn)?shù)為PbO 85%、SiO2 1%, Al2O3 3%, MgO 10%、ZnO 1% ;無機添加劑為MgO與 CaO按重量比50%: 50%的混合物；有機載體由二乙二醇丁醚、乙基纖維素、聚乙烯蠟、乙醇按 55%: 35%: 4%: 6%的重量比組成的混合物。
實施例3本發(fā)明是一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉90%、低溫玻璃粉1%、燒結(jié)促進(jìn)劑1%、有機載體8%。其中，燒結(jié)促進(jìn)劑為氧化銻和氧化鈷按重量比1:1的混合物；高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3,由平均粒徑為 O. 的亞微米銀粉和平均粒徑為2-5Mm微米銀粉組成，亞微米銀粉和微米銀粉的重量比為40%: 60%，且均為球形或類球形；低溫玻璃粉的軟化點為350-450°C，平均粒徑<2Mm，其組成和重量百分?jǐn)?shù)為PbO 70%,SiO2 10%,Al2O3 O. 5%,MgO 9. 5%,ZnO 10%;有機載體由丁基卡必醇醋酸酯、松香、鄰苯二甲酸二丁酯、Dispers 655按65%:20%:5%: 10%的重量比組成的混合物。
實施例4本發(fā)明是一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其組成及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉70%、低溫玻璃粉3%、燒結(jié)促進(jìn)劑1. 5%、無機添加劑3%、有機載體22. 5%。其中， 燒結(jié)促進(jìn)劑為氧化銻；高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3,由平均粒徑為O. l-2Mm的亞微米銀粉和平均粒徑為2-5Mm微米銀粉組成，亞微米銀粉和微米銀粉的重量比為45%: 55%， 且均為球形或類球形；低溫玻璃粉的軟化點為350-450°C，平均粒徑其組成和重量百分?jǐn)?shù)為PbO 78%、SiO2 10%、Al2O3 2%, MgO 1%, ZnO 9% ;無機添加劑為 MgO 與 CaO 按重量比50%:50%的混合物；有機載體由丙酮、硝基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、蓖麻油、乙醇按 60%: 10%: 10%: 10%: 10%的重量比組成的混合物。
上述各實施方案是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的進(jìn)一步 說明，但不應(yīng)理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于該正銀漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉55-90%、低溫玻璃粉1_5%、燒結(jié)促進(jìn)劑O. 1-5%、無機添加劑0-3%、余量為有機載體；其中各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述燒結(jié)促進(jìn)劑為鋅、錫、鈷、銻及其化合物的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述高振實密度銀粉的振實密度>5. 5 g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述高振實密度銀粉由亞微米銀粉和微米銀粉組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述亞微米銀粉的平均粒徑為O. 所述微米銀粉的平均粒徑為2_5Mffl。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述亞微米銀粉和所述微米銀粉均為球形或類球形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述亞微米銀粉和所述微米銀粉在所述高振實密度銀粉中的重量百分?jǐn)?shù)分別為20-50%和 50-80%ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述低溫玻璃粉的軟化點為350-450°C，平均粒徑<2Mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述低溫玻璃粉的組成和重量百分?jǐn)?shù)為PbO 60-85%、SiO2 1-20%、Al2O3 O. 5-5%, MgO 1-10%, ZnO1-10%,且玻璃粉各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，其特征在于所述無機添加劑為MgO、CaO和Ta2O5的一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料，該適應(yīng)低溫?zé)Y(jié)的太陽能電池正銀漿料的組成及其重量百分?jǐn)?shù)為高振實密度銀粉55-90%、低溫玻璃粉1-5%、燒結(jié)促進(jìn)劑0.1-5%、無機添加劑0-3%、余量為有機載體；其中燒結(jié)促進(jìn)劑為鋅、錫、鈷、銻及其化合物的一種或幾種，高振實密度銀粉為球形或類球形，振實密度>5.5g/cm3，低熔點玻璃粉的軟化點為350-450℃，平均粒徑<2μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明正銀漿料可降低銀漿燒結(jié)的峰值溫度，在保證產(chǎn)品性能的同時，提高了生產(chǎn)的效率，適合未來綠色環(huán)保節(jié)能的發(fā)展趨勢；同時，該銀漿燒結(jié)收縮率低，具有非常致密的銀膜結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01B1/22GK103000255SQ20121044653
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月10日
發(fā)明者戈士勇 申請人:江蘇瑞德新能源科技有限公司