硅太陽能電池正面導電銀漿及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于硅太陽能電池領域，尤其涉及硅太陽能電池正面導電銀漿及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池是一種將太陽能轉化成電能的半導體器件，其工作原理在于半導體PN 結的光生伏特效應，即在外界光照的條件下，太陽能電池片產生伏特效應，通過電池表面的 導電物質和外部連接導線，在接通的情況下形成電流，以供用電設備使用或被電荷儲存設 備儲存。太陽能電池中，要對電池片中光生伏特效應產生電子加以利用，必須使用電極將電 子導出。
[0003] 目前，市場上最為成熟的太陽能電池是硅太陽能電池。硅太陽能電池表面的電極 主要有背面銀電極和正面銀電極，這些電極通常由導電銀漿采用絲網印刷的方式印刷在硅 片表面形成。可以說，導電銀漿是當前硅太陽能電池主要使用的電極材料。
[0004] 硅太陽能電池正面導電銀漿主要由銀粉、玻璃料、有機載體組成，各組分的性能好 壞決定了所述硅太陽能電池正面導電銀漿的整體性能，進而影響硅太陽能電池的整體性 能，如短路電流、串聯電阻、光電轉換效率、焊接強度等重要指標。其中，對硅太陽能電池的 整體性能，如短路電流、串聯電阻、光電轉換效率、焊接強度等影響最大的組分時組成正面 導電銀漿的玻璃料。目前多使用含碲玻璃玻璃料，然而由于含碲玻璃料與傳統使用玻璃料 存在很大的差異，相比傳統玻璃料，含碲玻璃料存在與硅片親和性差、且形成玻璃后網絡結 構較為簡單的問題，因此用含碲玻璃料制作的正面導電銀漿容易出現與硅片剝離和拉力附 著力差的問題。添加大量的親硅成分以及玻璃網絡增強物后，又出現電性能急劇下降等問 題。含碲玻璃料存在的上述問題，嚴重制約了正面導電銀漿中含碲玻璃料的硅太陽能電池 的性能。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種光電轉換效率高、焊接拉力大的硅太陽能電池正面導 電銀漿，旨在保證硅太陽能電池正面導電銀漿電性能的前提下，解決含碲玻璃料、特別是含 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太陽能電池正面導電銀漿玻璃料附著力低、親硅性差的問題，從 而提高含TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太陽能電池正面導電銀漿的短路電流、開路電壓、轉換 效率，降低硅太陽能電池正面導電銀漿的串阻的。
[0006] 本發明的另一目的在于提供一種硅太陽能電池正面導電銀漿的制備方法。
[0007] 本發明是這樣實現的，一種硅太陽能電池正面導電銀漿，包括銀粉、玻璃料和有機 載體，還包括棒狀納米銀線、無機鹽復合物晶體，其中，所述玻璃料為改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述銀粉為微米/亞微米銀粉，以所述硅太陽能電池正面導電銀漿的總重量為100% 計，各組分重量百分含量如下所述：
[0008]
[0009] 以及，一種硅太陽能電池正面導電銀漿的制備方法，包括下述步驟：
[0010] 制備無機鹽復合物晶體：取兩種或兩種以上的無機氧化物或能分解成所述無機氧 化物的無機鹽，依次進行混合、熱處理、粉碎、過篩處理，得到無機鹽復合物晶體；
[0011] 制備改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料：將玻璃料氧化物及改性添加劑依次進行混合、 熔融、冷淬、粉碎、過篩處理，制成改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料；
[0012] 制備有機載體：將有機溶劑、增稠劑、增塑劑、助劑經過混合處理，制備有機載體；
[0013] 制備硅太陽能電池正面導電銀漿：按上述太陽能電池正面導電銀漿的配方稱取所 述微米/亞微米級銀粉、棒狀納米銀線、改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料、無機鹽復合物晶體以 及有機載體，將各組分進行混合處理，得到硅太陽能電池正面導電銀漿。
[0014] 本發明提供的硅太陽能電池正面導電銀漿，首先，特異性地添加了所述納米棒狀 銀線，由于細長的所述棒狀納米銀線的熔化溫度較球形顆粒微米/亞微米級銀粉的熔化溫 度低，因此，在燒結過程中，所述棒狀納米銀線可以較快地與熔化的玻璃料作用形成熔融態 復合物，所述熔融態復合物中的所述棒狀納米銀線發生彎曲形變，并貼附在球形顆粒微米/ 亞微米級銀顆粒表面，提高所述微米/亞微米級銀粉之間的接觸效果。進一步的，由于所述 納米棒狀銀線長度較大，它不僅可以增加臨近的球型銀粉的接觸點，還可以連接不相臨近 的球形銀粉顆粒，從而顯著增大了銀粉間的接觸面積，提高了銀粉顆粒間的接觸效果。與此 同時，納米棒狀銀線在燒結過程中發生彎曲形變，填補了球形銀粉顆粒間的空隙，增加了電 池片銀柵線密實程度，降低了接觸電阻，提高了電池片的輸出功率。
[0015] 其次，本發明硅太陽能電池正面導電銀漿中，添加了特定的無機鹽復合物晶體。由 于本發明硅太陽能電池正面導電銀漿中，所述玻璃料非晶體物質，不存在固定的熔點；而無 機鹽復合物晶體為晶體物質，具有晶體結構，存在固定的熔點。因此，伴隨加熱過程逐步熔 化，當高熔點的無機鹽復合物晶體和低玻璃化溫度的玻璃料混合加熱時，非晶結構的玻璃 料先開始熔化，并逐漸包覆所述無機鹽復合物晶體顆粒表面。在熔融玻璃料提供的液相環 境中，無機鹽復合物，與無機鹽復合物晶體發生反應或離子交換，使得玻璃料的結構趨向復 雜化。與此同時，在熔融玻璃料促使無機鹽復合物晶體熔化時，無機鹽復合物晶體需要不斷 從周圍環境吸熱，這樣可以很好地控制熔化玻璃的溫度急劇升高。因此，本發明通過在硅太 陽能電池正面導電銀漿中添加特定的無機鹽復合物晶體，一方面使得硅太陽能電池正面導 電銀漿在燒結過程中玻璃料與所述無機鹽復合物晶體之間發生上述相互作用，來改變玻璃 料熔化后的流動性以及網絡結構的復雜程度，改變熔融玻璃的粘度及熱膨脹系數，提高玻 璃料與硅片的親和性，以此來提高銀漿在硅片表面的附著強度。另一方面，微小的所述無機 鹽復合物晶體的加入，在非晶體的玻璃料熔化過程中不斷和所述無機鹽復合物晶體作用， 可以很好的抑制玻璃料熔化后對硅片P-N節損壞，提高硅太陽能電池的開路電壓、短路電 流以及轉化效率，最終增加其輸出功率。
[0016] 本發明提供的硅太陽能電池正面導電銀漿，成功提高了 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的 玻璃強度和附著力，在保證電性能的前提下，實現了高效率、低電阻、高拉力、低漏電流的硅 太陽能電池正面導電銀漿。
[0017] 本發明提供的一種硅太陽能電池正面導電銀漿的制備方法，制備方法簡單，操作 可控，易于實現產業化。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發明，并不用于限定本發明。
[0019] 本發明實施例提供了一種硅太陽能電池正面導電銀漿，包括銀粉、玻璃料和有機 載體，還包括棒狀納米銀線、無機鹽復合物晶體，其中，所述玻璃料為改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述銀粉為微米/亞微米銀粉，以所述硅太陽能電池正面導電銀漿的總重量為100% 計，各組分重量百分含量如下所述：
[0022] 所述硅太陽能電池正面銀漿，所述玻璃料是重要的功能組分。本發明實施例 中，以TeO2-Bi2O3-PbO作為玻璃料的主體系，在此基礎上添加改性添加劑，從而得到改性 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料。本發明實施例中，所述改性TeO 2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含 量為0. 1 % -10 %，作為具體實施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含量可為 0· 1%、0· 5%、1· 0%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等具體份數。[0023] 具體的，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料包含為Te0 2、Bi203、Pb0和改性添加劑，以 所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的總重量為100%計，各組分的重量百分含量優選如下所 述：[0024]
[0020]
[0021]
[0025] 進一步的，作為優選實施例，所述改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻璃料的粒徑為1-20 μ m， 中位徑D50為1-10 μ m ;作為進一步優選實施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的粒徑為 1-10 μ m，中位