本发明涉及导电银浆
技术领域：
，具体涉及一种太阳能电池用正面电极用导电浆料及制备方法、应用。
背景技术：
：2015年以来，单晶由于硅片端金刚线切片的导入实现了成本的快速下降，因而市场渗透率在不断攀升，也让广大以多晶为主的行业企业备受压力。相比金刚线切割已经在单晶硅片的生产中实现大规模的应用，多晶的切片还是目前还是以砂浆切割为主。但金刚线切割在多晶领域的应用一直被业内广泛讨论。目前，金刚线切片用于多晶硅片切割的主要障碍在于使用金刚线切割的多晶硅片反射率更高，常规的多晶制绒工艺难以达到很好的效果。由于金刚线切割相比砂浆切割刀缝损失由明显的减少，因为同等产能下对于多晶硅的需求也将大幅减少。如果每kg硅棒的合格出片数通过采用金刚线切割由目前的48片上升到62片，相应的对于多晶硅的需求将减少23％。如果目前全国70％的多晶硅片产能全部应用金刚线切割，将带来每年超过3万吨的多晶硅需求减少，影响多晶硅需求超过10％。在下游没有大量新增产能的情况下(实际上目前下游已经严重产能过剩)，对于多晶硅需求的减少使得需求曲线的左移，从而使得多晶硅的价格进一步下跌。以前单晶在导入金刚线切片的过程中这一逻辑已经实现，但由于单晶的体量较小，对于多晶硅料需求的压制作用难以显现。在多晶硅片金刚线切割逐渐普及的过程中，这一间接的成本下降路径将加速作用，从而进一步推动硅成本的下降。使用金刚线切割后，电池片表面更加平滑，切割后的硅片表面有明显的切割线条，使用传统的浆料，不仅拉力不能满足要求，印刷性要求也满足不了新的硅片切割工艺。技术实现要素：本发明针对现有技术，提供了一种太阳能电池正面电极用导电浆料，采用不同玻璃态转化温度的玻璃粉作为导电浆料的无机粘接剂，提高太阳能电池的转化效率和拉力。本发明还针对现有技术提供了一种太阳能电池正面电极用导电浆料的制备方法。本发明还提供了一种太阳能电池的正面电极，将采用不同玻璃态转化温度的玻璃粉作为无机粘接剂的导电浆料应用在硅片上，提高太阳能电池正面电极的印刷性能，降低单耗。本发明通过下述技术方案实现：所述一种太阳能电池正面电极用导电浆料，该导电浆料添加有质量分数为1.7～4％的玻璃粉a和质量分数为0.1～1％的玻璃粉b；所述玻璃粉a的玻璃态转化温度为250～350℃，优选为260～300℃；所述玻璃粉b的玻璃态转化温度为350～450℃，优选为370～420℃。上述技术方案中，所述玻璃粉a和玻璃粉b的玻璃态转化温度具有温度差，优选的，其温度差优选为70～150℃。在上述技术方案中，由于玻璃粉a和玻璃粉b之间的玻璃态转化温度具有温度差，在烧结导电银浆烧结过程中，玻璃态转化温度较低的玻璃粉a先软化熔融，流动性增强，并携带导电浆料中的银粉到达硅片表面，并对硅片表面进行蚀刻；而随着烧结温度的不断上升，玻璃态转化温度较高的玻璃粉b也软化熔融，进一步对硅片表面进行蚀刻，使硅片表面的蚀刻程度更高，进一步地，所述玻璃粉a为teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉；所述玻璃粉b为teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉。进一步地，所述teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉包括以下质量份数的成分：25～45份teo2、15～30份pbo、17～32份bi2o3、1～10份sio2。进一步地，所述teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉中还添加有微量添加物；所述微量添加物的质量份数为0.1～15份。进一步地，所述微量添加物为wo3、zno、al2o3、b2o3、cao、na2o、mgo中的一种或者多种。优选地，所述微量添加物包括为wo3、zno、al2o3、b2o3、cao、na2o、mgo。进一步地，所述teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉包括以下质量份数的成分：8～15份teo2、50～70份bi2o3、10～20份wo3、5～10mgo、1～3份sio2。进一步地，所述teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉中还添加有微量无机氧化物；所述微量无机氧化物的质量份数为0.1～15份。进一步地，所述微量无机氧化物为al2o3、li2o、na2o中的一种或多种。优选地，所述微量无机氧化物包括al2o3、li2o、na2o。进一步地，所述导电浆料还包括以下按质量分数的成分：85～92％球形银粉、1.5～6％有机载体、2～5％稀释剂、1.0～2.0％助剂。进一步地，所述玻璃粉a和玻璃粉b的d50均为0.5～2.2μm，优选为0.8～2.0μm，更优选为1.4～1.8μm，d100不超过6.0μm。进一步地，所述有机载体包括以下按质量份数列出的成分：乙基纤维素树脂6～10份、丙烯酸树脂2～5份、pvb树脂1～4和溶剂86～90份。其中，所述溶剂为丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇、醇酯十二中的一种或几种，其中溶剂的作用在于调节该有机载体的粘度和溶解性。进一步地，所述稀释剂为丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇、醇酯十二、dbe-3中的一种或几种。进一步地，所述助剂优选为硅油、触变剂和分散剂。其中，所述硅油可选用粘度为1000～5000cst的硅油；所述触变剂优选为thixatrolst和mt的一种或其混合物；所述非分散剂优选为op-83rat、1561、ed-350的一种或几种。本发明还公开了上述太阳能电池正面电极用导电浆料的制备方法，具体包括以下步骤：制备玻璃粉a和玻璃粉b：将组成玻璃粉a的各成分按照配方混合后，经热熔、冷却、球磨、过筛得到玻璃粉a；将组成玻璃粉b的各成分按照配方混合后，经热熔、冷却、球磨、过筛得到玻璃粉b；制备有机载体：将树脂加入溶剂中，并在70～90℃的条件下保温1～3h，过滤得到有机载体；制备导电浆料：将玻璃粉a、玻璃粉b加入有机载体中，并加入导电浆料的其他成分，混合分散至其中颗粒类物质的粒径不大于7μm，过滤得到导电浆料。本发明还公开了上述导电浆料应用在太阳能电池的正面电极上，其具体为将导电银浆通过丝网印刷技术呈丝网状印刷在太阳能电池的硅片上，并在500～900℃的条件下烧结而成的正面电极。本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本发明所提供的太阳能电池正面电极用导电浆料，采用不同玻璃态软化温度的玻璃粉a和玻璃粉b作为导电浆料的无机粘接剂，提高导电浆料在硅片表面粘接性能，改善导电浆料中的熔融态玻璃粉蚀刻硅片表面的程度和提高掺杂，降低硅片表面金属-半导体接触层的欧姆接触越小，使太阳能电池正面电极的单耗比降低5～10％。(2)本发明所提供的太阳能电池正面电极用导电浆料，加入乙基纤维素载体以提高导电银浆的印刷性和烧结温度，使其印刷而成的栅线不易出现断栅、虚印等问题；并通过调节有机载体中各成分之间的比例，调节了导电浆料的粘度，使该导电浆料具有良好的印刷行，避免印刷过程中的印刷不良现象；并通过调整玻璃粉体系和球形银粉之间的重量比关系，从而达到现今金刚线切割电池片的要求。(3)本发明所公开的太阳能电池正面电极用导电浆料的制备方法，在导电浆料中添加不同玻璃态软化温度的玻璃粉a和玻璃粉b，进而得到接触电阻低、电池转化率较高、印刷性能良好的导电浆料。(4)本发明所公开的太阳能电池正面电极，采用添加有不同玻璃态转化温度的玻璃粉a和玻璃粉b作为无机粘接剂的导电浆料印刷银导电栅线，并烧结成太阳能电池正面电极，该正面电极电池转化率较高、接触电阻低，单耗比相较于现有太阳能电池降低5～10％。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。现有技术中使用金刚线切割后，电池片表面更加平滑，切割后的硅片表面有明显的切割线条，使用传统的浆料，不仅拉力不能满足要求，印刷性要求也满足不了新的硅片切割工艺。基于上述问题，本申请公开了一种太阳能电池正面电极用导电浆料，该导电浆料包括质量分数为85～92％球形银粉、1.5～6％有机载体、2～5％稀释剂、1.0～2.0％助剂、1.7～4％的玻璃粉a和质量分数为0.1～1％的玻璃粉b；所述玻璃粉a的玻璃态转化温度为250～350℃，优选为260～300℃；所述玻璃粉b的玻璃态转化温度为350～450℃，优选为370～420℃。在一些实施例中，所述玻璃粉a为teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉；所述玻璃粉b为teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉。在一些实施例中，所述teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉包括以下质量份数的成分：25～45份teo2、15～30份pbo、17～32份bi2o3、1～10份sio2。在一些实施例中，所述teo2-pbo-bi2o3-sio2体系玻璃粉中还添加有微量添加物；所述微量添加物的质量份数为0.1～15份。在一些实施例中，所述微量添加物为wo3、zno、al2o3、b2o3、cao、na2o、mgo中的一种或者多种。优选地，所述微量添加物包括为wo3、zno、al2o3、b2o3、cao、na2o、mgo。在一些实施例中，所述teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉包括以下质量份数的成分：8～15份teo2、50～70份bi2o3、10～20份wo3、5～10mgo、1～3份sio2。在一些实施例中，所述teo2-bi2o3-wo3-mgo-sio2体系玻璃粉中还添加有微量无机氧化物；所述微量无机氧化物的质量份数为0.1～15份。在一些实施例中，所述微量无机氧化物为al2o3、li2o、na2o中的一种或多种。优选地，所述微量无机氧化物包括al2o3、li2o、na2o。在一些实施例中，所述玻璃粉a和玻璃粉b的d50均为0.5～2.2μm，优选为0.8～2.0μm，更优选为1.4～1.8μm，d100不超过6.0μm。在一些实施例中，所述有机载体包括以下按质量份数列出的成分：乙基纤维素树脂6～10份、丙烯酸树脂2～5份、pvb树脂1～4和溶剂86～90份。其中，所述溶剂为丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇、醇酯十二中的一种或几种，其中溶剂的作用在于调节该有机载体的粘度和溶解性。在一些实施例中，所述稀释剂为丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇、醇酯十二、dbe-3中的一种或几种。在一些实施例中，所述助剂优选为硅油、触变剂和分散剂。其中，所述硅油可选用粘度为1000～5000cst的硅油；所述触变剂优选为thixatrolst和mt的一种或其混合物；所述非分散剂优选为op-83rat、1561、ed-350的一种或几种。本申请文件所公开的太阳能电池正面电极用导电浆料可通过以下方法制备：a1)制备玻璃粉a和玻璃粉b：将组成玻璃粉a的各成分按照配方混合后，经热熔、冷却、球磨、过筛得到玻璃粉a；将组成玻璃粉b的各成分按照配方混合后，经热熔、冷却、球磨、过筛得到玻璃粉b；a2)制备有机载体：将树脂加入溶剂中，并在70～90℃的条件下保温1～3h，过滤得到有机载体；a3)制备导电浆料：将玻璃粉a、玻璃粉b加入有机载体中，并加入导电浆料的其他成分，混合分散至其中颗粒类物质的粒径不大于7μm，过滤得到导电浆料。本申请所公开的太阳能电池正面电极用导电浆料可通过以下方式应用在太阳能电池上以下通过具体的应用例来对本发明进行进一步说明：实施例1本实施例中所采用的导电浆料采用以下配方：1.7％玻璃粉a、1％玻璃粉b、90％球形银粉、2.2％有机载体、3.65％稀释剂、1.45％助剂，其具体配方成分如表1所示。其制备方法具体包括以下步骤：a1)制备玻璃粉a和玻璃粉b：a11)按表1所示的原料和比例，将teo2、pbo、bi2o3、sio2、wo3、zno、al2o3、b2o3、cao、na2o和mgo混合均匀，加热后热熔、冷却、球磨、过筛得玻璃粉a，该玻璃粉的d50优选为1.8μm。a12)按表1所示的原料和比例，将teo2、bi2o3、wo3、mgo、sio2、al2o3、li2o、na2o混合均匀，加热后热熔、冷却、球磨、过筛得玻璃粉b，该玻璃粉的d50优选为1.6μm。a2)制备有机载体：按表1所示的原料和比例，将乙基纤维素树脂、丙烯酸树脂和pvb树脂加入溶剂中，在80℃恒温条件下，完全溶解，保温2小时后，用250目标准筛过滤得有机载体。a3)制备导电浆料：按表1所示的原料和比例，将步骤a1)制备的玻璃粉、步骤a2)制备的有机载体、球形银粉、稀释剂、助剂混合均匀，在三辊机上分散至7μm以下，调整至合适粘度，过滤得到太阳能电池正面电极用导电浆料。实施例2本实施例中所采用的导电浆料采用以下配方：2％玻璃粉a、0.2％玻璃粉b、92％球形银粉、1.5％有机载体、3％稀释剂、1.3％助剂，其具体配方成分如表1所示。其制备方法与实施例1基本相同，因此不再一一详述。实施例3本实施例中所采用的导电浆料采用以下配方：2.1％玻璃粉a、0.5％玻璃粉b、85％球形银粉、6％有机载体、4.85％稀释剂、1.55％助剂，其具体配方成分如表1所示。其制备方法与实施例1基本相同，因此不再一一详述。实施例4本实施例中所采用的导电浆料采用以下配方：1.8％玻璃粉a、0.4％玻璃粉b、87％球形银粉、4.6％有机载体、4.55％稀释剂、1.65％助剂，其具体配方成分如表1所示。其制备方法与实施例1基本相同，因此不再一一详述。实施例5本实施例中所采用的导电浆料采用以下配方：2.5％玻璃粉a、0.45％玻璃粉b、88％球形银粉、3.5％有机载体、3.85％稀释剂、1.7％助剂，其具体配方成分如表1所示。其制备方法与实施例1基本相同，因此不再一一详述。表1将上述实施例1～5制备的导电浆料用24μm细栅线宽的无网结网版印刷在金刚线切割硅片的太阳能电池正面电极上，并进行烧结，烧结温度为：室温→300℃→350℃→360℃→520℃→540℃→640℃→820℃→910℃→室温。将烧结而成的太阳能电池正面电极上进行拉力、单耗和光电转换效率性能检测，其检测结果如表2所示：实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5高宽比0.46320.44520.45620.44850.4535拉力(n)2.73.52.62.83.0单耗(g)0.07850.07720.07880.07540.0763光电转换效率eff(％)18.9418.9719.1219.2119.02表2如表2所示，采用本申请文件公开的导电浆料应用在太阳能电池正面电极上，其光电转化率较高、单耗低，粘接性能良好。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。当前第1页12