本發(fā)明屬于太陽能電池技術領域，具體地，涉及一種新型導電漿料及用其制備太陽能電池片主柵線的方法。

背景技術：

目前，太陽能電池尤其是硅太陽能電池的電流收集主要靠印刷的柵線完成。柵線材料主要包含絲網印刷的銀漿作為正面柵線材料，與絲網印刷的鋁漿作為背面柵線材料。銀漿與鋁漿均不透明，印刷的柵線區(qū)域光線被遮擋，造成太陽能電池效率的降低。而且，由于銀漿的價格較貴，是太陽能電池制作成本的重要組成部分，不利于太陽能電池發(fā)電的成本降低。

氧化釩(尤其是四氧化二釩，五氧化二釩在弱還原條件下會被還原成四氧化二釩)粉體在熔融后降溫結晶形成一種透明的晶體材料,四氧化二釩具有良好的透光性；在富錫的合金材料中，氧化錫在被部分還原后在表面形成錫薄層，與硅的接觸更加容易親和，且可以保持更優(yōu)秀的導電性。

所以，采用一種帶有透明特性的且導電率較低的柵線材料對太陽能電池效率的提高以及漿料成本的降低均具有有益的效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的是為了克服上述缺陷，提供一種新型導電漿料。

本發(fā)明的第二個目的是提供利用上述導電漿料制備太陽能電池片主柵線的方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來具體實現(xiàn)：

一種新型導電漿料，該漿料由包括氧化釩、氧化錫的混合粉體加入分散劑制備得到。

進一步的，所述氧化釩與氧化錫的摩爾比為1-2:1；

所述氧化釩為分析純以上的v2o5和v2o4的混合物，粒度＜1μm；

所述氧化錫為分析純以上的sno，粒度＜1μm；

所述分散劑為有機分散劑。

更進一步的，所述有機分散劑為體積比1:5的異丁醇和苯甲醇的混合物。

一種制備太陽能電池片主柵線的方法，將上述導電漿料涂覆在蓋有網版的太陽能電池片基底材料上，高溫熔融后，進行退火形成錫析出層與富錫的透明氧化釩合金晶體層主柵線，然后在主柵線上用透光有機膜材料封裝。

進一步的，具體包括如下步驟：

（1）分散液的配制：將氧化釩粉末與氧化錫粉末混合，加入分散劑充分混合，得到分散液；

（2）噴涂：在太陽能電池片基底材料上鋪設網版，通過網版的間隙將步驟（1）得到的分散液噴射或涂覆在太陽能電池片基底材料上，噴涂完成后取下網版，網版間隙與太陽能電池片基底材料上印刷的銀副柵線垂直；

（3）烘干：將步驟（2）噴涂分散液后的太陽能電池片放入高溫爐中加熱，在惰性氣氛中去除爐內及太陽能電池片上的水；

（4）熔融：將高溫爐抽真空，充入弱還原性氣體，加熱太陽能電池片，使電池片上噴涂的分散液中的合金粉料充分熔融；

（5）退火：經過步驟（4）熔融后的太陽能電池片開始降溫退火，合金熔液開始凝固，氧化錫還原成錫，形成錫薄膜層，富錫的氧化釩形成結晶；

（6）封裝：步驟（5）退火完成后，太陽能電池片上形成的透明合金晶體膜為主柵線，在弱還原性氣氛中用透光有機膜材料覆蓋主柵線部分，進行封裝，冷卻取出。

更進一步的，所述步驟（2）中，網版間隙的寬度為0.2-1mm，網版厚度為0.1-2mm；

所述步驟（3）中，烘干溫度為80℃，時間為2min；

所述步驟（4）中，高溫爐內充入弱還原性氣體為含有10vt%h2的惰性氣體，高溫爐內壓力為1000pa，加熱太陽能電池片的溫度為700-1000℃，時間≥30s；

所述步驟（5）中，退火過程中太陽能電池片在600-700℃的時間＞5min，整個退火過程太陽能電池片的溫度控制在300-700℃，控制結晶粒度＞100μm，表面析出錫薄層厚度≥10μm；

所述步驟（6）中，封裝操作的溫度為150-200℃。

更進一步的，所述透光有機膜材料為包括eva塑膠。

更進一步的，所述步驟（4）和（5）中的加熱方法為：熱源輻照太陽能電池片背面，通過背面?zhèn)鳠岬巾斆嫒廴诤辖鸱哿稀?/p>

依上述方法得到的太陽能電池片。

本發(fā)明所使用氧化釩和氧化錫合金組分制備的導電漿料可以更加容易的噴射或者涂抹在覆蓋網版的太陽能電池片上，高溫熔融后進行慢速退火，氧化錫在弱還原氣氛中會部分被還原成錫，錫的組分較多，析出形成高導電性的錫薄膜層，由于錫與硅的良好浸潤性，較易形成歐姆接觸。五氧化二釩在還原氣氛中大部分被還原為四氧化二釩，形成合金晶體膜，形成導電性和透光性優(yōu)良的柵線。網版的間隙和厚度代表了主柵線的寬度和厚度。由于本發(fā)明所制備的是透明導電柵線，所以為擁有更好的電流收集效果，與常規(guī)銀柵線相比截面積略大。

由于在合金晶體膜中含有的氧化釩容易在空氣中氧化，需要在弱還原氣氛中采用有機膠膜等封裝材料對主柵線進行及時封裝。由于主柵線比較透明，對寬度和高度沒有限制，收集電流通過的截面積更大，可以省去焊接錫條的步驟。對柵線的簡單封裝，對太陽能電池片在封裝前的效率等特性的保持提供了更加優(yōu)異的條件，為后續(xù)太陽能電池組件的封裝提供了便利。

本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）以本發(fā)明導電漿料得到的太陽能電池片主柵線的合金晶體膜透明，不遮擋電池片的光線，能夠提高太陽能電池片的效率；

（2）導電漿料采用氧化釩和氧化錫合金粉末制成，比銀柵線成本低；

（3）主柵線透明，對寬度和高度沒有限制，收集電流通過的截面積更大，擁有更好的電流收集效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的太陽能電池片的結構圖，圖中：1-太陽能電池片基底材料，2-印刷在基底材料上的銀副柵線，3-主柵線。

圖2為本發(fā)明實施例與對比例的太陽能電池的串聯(lián)電阻箱線圖，縱坐標為串聯(lián)電阻rs。

圖3為本發(fā)明實施例與對比例的太陽能電池的短路電流箱線圖，縱坐標為短路電流isc。

圖4為本發(fā)明實施例與對比例的太陽能電池的光電效率箱線圖，縱坐標為光電效率eta。

圖5為本發(fā)明實施例與對比例的太陽能電池的量子效率對比圖，橫坐標為波長，縱坐標為量子效率。

具體實施方式

為了更加突出本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點，結合以下實施例，對本發(fā)明進行進一步說明，但并不因此將本發(fā)明限制在實施例范圍之內。

實施例中的原料均為市場可得產品，其中v2o5和v2o4為分析純，粒度＜1μm；sno為分析純，粒度＜1μm；太陽能電池片基底材料上印刷銀副柵線。

實施例1

一種新型導電漿料，將摩爾比1:1的氧化釩粉末與氧化錫粉末混合，加入體積比1:5的異丁醇和苯甲醇的有機分散劑充分混合，制成分散液，其中，氧化錫粉末為v2o5和v2o4為的混合物，氧化錫為sno。

利用上述導電漿料制備太陽能電池片主柵線，包括如下步驟：

（1）分散液的配制：按上述配比配制分散液。

（2）噴涂：在太陽能電池片基底材料上鋪設網版，通過網版的間隙將分散液噴射或涂覆在太陽能電池片基底材料上，噴涂后取下網版，網版間隙方向與太陽能電池片基底材料上印刷的銀副柵線垂直相交。網版的間隙為三條，間隙寬度為0.5mm，網版厚度為0.2mm，對應的柵線高度不大于0.2mm。

（3）烘干：將噴涂分散液后的太陽能電池片放入高溫爐中，在惰性氣氛中，由室溫緩慢升溫至80℃，保持2分鐘，去除爐內及太陽能電池片上的水分。

（4）熔融：將高溫爐抽真空，充入含有10vt%h2的氬氣，爐內氣壓1000pa，通過熱源輻照太陽能電池片背面，加熱至900℃，通過背面?zhèn)鳠岬巾斆?，加熱過程中分散液中的分散劑揮發(fā)，合金粉料充分熔融，加熱時間45s。

（5）退火：經過熔融后的太陽能電池片緩慢降溫退火，退火時太陽能電池片在600-700℃的時間＞5min，整個退火過程控制溫度在300-700℃之間，合金熔液開始慢速凝固，凝固由合金熔液表面向太陽能電池方向進行，sno在弱還原氣氛中部分被還原成錫，錫的組分較多析出，形成高導電性的錫薄膜層，與硅形成歐姆接觸，v2o5在還原氣氛中大部分被還原為v2o4，繼續(xù)降溫，控制富錫的氧化釩結晶晶粒＞100μm，表面析出錫薄層厚度≥10μm。

（6）封裝：退火完成后，太陽能電池片上形成透明合金晶體膜主柵線，在弱還原性氣氛中用eva塑膠覆蓋主柵線部分，進行封裝，封裝操作在150-200℃進行，冷卻取出，即可。

實施例2

本實施例導電漿料與實施例1的區(qū)別為：本實施例導電漿料氧化釩粉末與氧化錫粉末的摩爾比為1.5:1。

制備太陽能電池片主柵線的方法與實施例1的區(qū)別為：步驟（2）中網版厚度為0.5mm，對應的柵線高度不大于0.5mm；步驟（4）中加熱溫度為700℃，時間為60s。

對比例

以目前市場上普通的銀主柵線太陽能電池片作為對比例。

本發(fā)明實施例1-2和對比例的太陽能電池的性能對比見下表，電池樣本統(tǒng)計數量為200。

由上表可知，本發(fā)明實施例的太陽能電池的并聯(lián)電阻和串聯(lián)電阻高于對比例，實施例的光電效率高于對比例。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。