CN101271928B - 一种高粘度太阳能电池正面银浆的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高粘度太阳能电池正面银浆及其制备方法，该高粘度太阳能电池正面银浆的组分及其重量比为：导电银粉75～85％，玻璃粘合剂2～10％；有机载体5.5～20％，所述导电银粉的粒径为0.2-2μm，所述玻璃粘合剂的组分及重量百分比为：Bi₂O₃ 65～85％；SiO₂ 5～20％；PbO 1～15％；Al₂O₃ 1～5％；该浆料通过丝网印刷、低温烘干、高温烧结等工艺后，太阳能电池表面可以形成的导电电极的高宽比很高，使用后制得的太阳能电池正面遮光面积小、光电转换效率高。

Description

一种高粘度太阳能电池正面银浆的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种太阳能电池导电电极生产的原料，尤其涉及太阳能电池正面银浆及其制备方法。

背景技术：

太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极可直接将电能输出。

为了将太阳能电池产生的光生电流引出，必须在太阳能电池的表面制作出正反电极。常用的电极制作工艺有磁控溅射、真空蒸镀和丝网印刷烧结等，但是磁控溅射、真空蒸镀方法的生产成本太高，经济性差。目前，在太阳能电池生产企业中，普遍使用含铅的太阳能电池导电银浆，通过丝网印刷、低温烘干、高温烧结工艺制成太阳能电池的电极。现有导电银浆由银粉、玻璃粘合剂、有机溶剂等原材料按不同配比制备而成。其中银粉为导电介质；玻璃粘合剂在高温烧结时熔化，在银粉和硅基底之间形成欧姆接触；有机溶剂主要起分散和包裹作用，将银粉颗粒均匀的包裹起来，使得导电银浆不容易产生沉淀和氧化。

太阳能电池正面银浆的粘度直接影响了太阳能电池表面的受光面积和电池光电转换效率，是制作太阳能电池中的一个非常关键的技术。目前太阳能电池银浆有机溶剂一般都采用松油醇或松节油；有机添加剂采用顺丁烯二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、醚类、乙基纤维素等，添加剂包括触变剂、流平剂、表面活性剂和消泡剂等。但是目前该种体系的粘度小，浆料流动性好，印刷后栅线在硅片表面坍塌大，增加了太阳能电池表面的遮光面积，降低了太阳能电池表面的受光面积，降低了单位面积内太阳能电池的光电转换效率。为此必须研制高粘度的银浆，高粘度的银浆印刷后栅线不容易坍塌，但是浆料粘度高之后不易印刷、容易结块，且电性能不稳定，这是研发高粘度的银浆成为一个急需解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高粘度太阳能电池正面银浆，使用它来印刷太阳能正面电极不容易坍塌，且电性能稳定。

本发明高粘度太阳能电池正面银浆，其组分及重量百分比为：导电银粉75～85％；玻璃粘合剂2～10％；有机载体5.5～20％，所述导电银粉为精细球形导电银粉，其粒径为0.2-2μm，所述玻璃粘合剂为铋-硅-铅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为：Bi₂O₃ 65～85％；SiO₂ 5～20％；PbO 1～15％；Al₂O₃ 1～5％；所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机添加剂由蓖麻油和乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中的一种或它们的组合组成，蓖麻油作为流变剂。

该高粘度太阳能电池正面银浆的制备方法如下：

(1)、玻璃粘合剂的制备：

按玻璃粘合剂的组分及重量百分比备足原料：

Bi₂O₃ 65～85％；SiO₂ 5～12％；PbO 5～15％；Al₂O₃ 1～5％；

将上述原料按照重量比称重，混合均匀后放于高温马孚炉进行加热，温度控制在：1000-1400℃，保温时间：30-60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨。

(2)、有机添加剂的制备：

将乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中一种或它们的组合与蓖麻油按照重量比例1∶3-1∶5混合在一起，不断施加剪切并加热1～2小时，待添加剂溶胀，冷却后即可得到非常稳定的凝胶。

(3)、有机载体的制备：

将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例3∶1～7∶1的比例进行混合搅拌。

(4)、高粘度太阳能电池正面银浆的制备：

将导电银粉75～85％，玻璃粘合剂2～10％和有机载体5.5～20％加入容器中搅拌均匀，放入行星球磨机中进行球磨，得到均匀的太阳能电池银浆。

本发明所述高粘度太阳能电池正面银浆中的固含量与现有太阳能电池银浆相同，但是粘度高，印刷性能非常好，通过丝网印刷后太阳能电池表面栅线坍塌较小，经过低温烘干、高温烧结等工艺后，太阳能电池表面可以形成的导电电极的高宽比很高，使用后制得的太阳能电池正面遮光面积小、光电转换效率高。

具体实施方式：

本发明高粘度太阳能电池正面银浆实施例见下表：

按照上述实施例生产制备出来的高粘度太阳能电池正面银浆的参数如下：最大粒径≤15μm；平均粒径≤9μm；粘度220-300Pa.s；固含量81-83.5wt％；方阻率≤4mΩ/□；烧结温度850-950℃。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例，凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种高粘度太阳能电池正面银浆的制备方法，所述高粘度太阳能电池正面银浆的组分及重量百分比为导电银粉75～85％；玻璃粘合剂2～10％；有机载体5.5～20％，所述导电银粉为精细球形导电银粉，其粒径为0.2-2μm，所述玻璃粘合剂为铋-硅-铅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为：Bi₂O₃65～85％；SiO₂5～20％；PbO 1～15％；Al₂O₃1～5％；所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机添加剂由蓖麻油和乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中的一种或它们的组合组成，其制备步骤如下：

(1)玻璃粘合剂的制备：

按玻璃粘合剂的组分及重量百分比备足原料：Bi₂O₃ 65～85％；SiO₂5～12％；PbO 5～15％；Al₂O₃ 1～5％；将上述原料称重并混合均匀后放于高温马孚炉进行加热，温度控制在：1000-1400℃，保温30-60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨；

(2)有机添加剂的制备：

将乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯、丙烯酸树脂或聚丁烯醇缩丁醛中一种或它们的组合与蓖麻油按照重量比例1∶3-1∶5混合在一起，不断施加剪切并加热1～2小时，待添加剂溶胀，冷却后即可得到非常稳定的凝胶；

(3)有机载体的制备：

将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例3∶1～7∶1的比例进行混合搅拌；

(4)高粘度太阳能电池正面银浆的制备：

将导电银粉75～85％，玻璃粘合剂2～10％和有机载体5.5～20％加入容器中搅拌均匀，放入行星球磨机中进行球磨，得到均匀的太阳能电池银浆。