硅太阳能电池正面导电银浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于硅太阳能电池领域，尤其涉及硅太阳能电池正面导电银浆及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是一种将太阳能转化成电能的半导体器件，其工作原理在于半导体PN 结的光生伏特效应，即在外界光照的条件下，太阳能电池片产生伏特效应，通过电池表面的 导电物质和外部连接导线，在接通的情况下形成电流，以供用电设备使用或被电荷储存设 备储存。太阳能电池中，要对电池片中光生伏特效应产生电子加以利用，必须使用电极将电 子导出。
[0003] 目前，市场上最为成熟的太阳能电池是硅太阳能电池。硅太阳能电池表面的电极 主要有背面银电极和正面银电极，这些电极通常由导电银浆采用丝网印刷的方式印刷在硅 片表面形成。可以说，导电银浆是当前硅太阳能电池主要使用的电极材料。
[0004] 硅太阳能电池正面导电银浆主要由银粉、玻璃料、有机载体组成，各组分的性能好 坏决定了所述硅太阳能电池正面导电银浆的整体性能，进而影响硅太阳能电池的整体性 能，如短路电流、串联电阻、光电转换效率、焊接强度等重要指标。其中，对硅太阳能电池的 整体性能，如短路电流、串联电阻、光电转换效率、焊接强度等影响最大的组分时组成正面 导电银浆的玻璃料。目前多使用含碲玻璃玻璃料，然而由于含碲玻璃料与传统使用玻璃料 存在很大的差异，相比传统玻璃料，含碲玻璃料存在与硅片亲和性差、且形成玻璃后网络结 构较为简单的问题，因此用含碲玻璃料制作的正面导电银浆容易出现与硅片剥离和拉力附 着力差的问题。添加大量的亲硅成分以及玻璃网络增强物后，又出现电性能急剧下降等问 题。含碲玻璃料存在的上述问题，严重制约了正面导电银浆中含碲玻璃料的硅太阳能电池 的性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种光电转换效率高、焊接拉力大的硅太阳能电池正面导 电银浆，旨在保证硅太阳能电池正面导电银浆电性能的前提下，解决含碲玻璃料、特别是含 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太阳能电池正面导电银浆玻璃料附着力低、亲硅性差的问题，从 而提高含TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的硅太阳能电池正面导电银浆的短路电流、开路电压、转换 效率，降低硅太阳能电池正面导电银浆的串阻的。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法。
[0007] 本发明是这样实现的，一种硅太阳能电池正面导电银浆，包括银粉、玻璃料和有机 载体，还包括棒状纳米银线、无机盐复合物晶体，其中，所述玻璃料为改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述银粉为微米/亚微米银粉，以所述硅太阳能电池正面导电银浆的总重量为100% 计，各组分重量百分含量如下所述：
[0008]
[0009] 以及，一种硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，包括下述步骤：
[0010] 制备无机盐复合物晶体：取两种或两种以上的无机氧化物或能分解成所述无机氧 化物的无机盐，依次进行混合、热处理、粉碎、过筛处理，得到无机盐复合物晶体；
[0011] 制备改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料：将玻璃料氧化物及改性添加剂依次进行混合、 熔融、冷淬、粉碎、过筛处理，制成改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料；
[0012] 制备有机载体：将有机溶剂、增稠剂、增塑剂、助剂经过混合处理，制备有机载体；
[0013] 制备硅太阳能电池正面导电银浆：按上述太阳能电池正面导电银浆的配方称取所 述微米/亚微米级银粉、棒状纳米银线、改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料、无机盐复合物晶体以 及有机载体，将各组分进行混合处理，得到硅太阳能电池正面导电银浆。
[0014] 本发明提供的硅太阳能电池正面导电银浆，首先，特异性地添加了所述纳米棒状 银线，由于细长的所述棒状纳米银线的熔化温度较球形颗粒微米/亚微米级银粉的熔化温 度低，因此，在烧结过程中，所述棒状纳米银线可以较快地与熔化的玻璃料作用形成熔融态 复合物，所述熔融态复合物中的所述棒状纳米银线发生弯曲形变，并贴附在球形颗粒微米/ 亚微米级银颗粒表面，提高所述微米/亚微米级银粉之间的接触效果。进一步的，由于所述 纳米棒状银线长度较大，它不仅可以增加临近的球型银粉的接触点，还可以连接不相临近 的球形银粉颗粒，从而显著增大了银粉间的接触面积，提高了银粉颗粒间的接触效果。与此 同时，纳米棒状银线在烧结过程中发生弯曲形变，填补了球形银粉颗粒间的空隙，增加了电 池片银栅线密实程度，降低了接触电阻，提高了电池片的输出功率。
[0015] 其次，本发明硅太阳能电池正面导电银浆中，添加了特定的无机盐复合物晶体。由 于本发明硅太阳能电池正面导电银浆中，所述玻璃料非晶体物质，不存在固定的熔点；而无 机盐复合物晶体为晶体物质，具有晶体结构，存在固定的熔点。因此，伴随加热过程逐步熔 化，当高熔点的无机盐复合物晶体和低玻璃化温度的玻璃料混合加热时，非晶结构的玻璃 料先开始熔化，并逐渐包覆所述无机盐复合物晶体颗粒表面。在熔融玻璃料提供的液相环 境中，无机盐复合物，与无机盐复合物晶体发生反应或离子交换，使得玻璃料的结构趋向复 杂化。与此同时，在熔融玻璃料促使无机盐复合物晶体熔化时，无机盐复合物晶体需要不断 从周围环境吸热，这样可以很好地控制熔化玻璃的温度急剧升高。因此，本发明通过在硅太 阳能电池正面导电银浆中添加特定的无机盐复合物晶体，一方面使得硅太阳能电池正面导 电银浆在烧结过程中玻璃料与所述无机盐复合物晶体之间发生上述相互作用，来改变玻璃 料熔化后的流动性以及网络结构的复杂程度，改变熔融玻璃的粘度及热膨胀系数，提高玻 璃料与硅片的亲和性，以此来提高银浆在硅片表面的附着强度。另一方面，微小的所述无机 盐复合物晶体的加入，在非晶体的玻璃料熔化过程中不断和所述无机盐复合物晶体作用， 可以很好的抑制玻璃料熔化后对硅片P-N节损坏，提高硅太阳能电池的开路电压、短路电 流以及转化效率，最终增加其输出功率。
[0016] 本发明提供的硅太阳能电池正面导电银浆，成功提高了 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的 玻璃强度和附着力，在保证电性能的前提下，实现了高效率、低电阻、高拉力、低漏电流的硅 太阳能电池正面导电银浆。
[0017] 本发明提供的一种硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，制备方法简单，操作 可控，易于实现产业化。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0019] 本发明实施例提供了一种硅太阳能电池正面导电银浆，包括银粉、玻璃料和有机 载体，还包括棒状纳米银线、无机盐复合物晶体，其中，所述玻璃料为改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻 璃料，所述银粉为微米/亚微米银粉，以所述硅太阳能电池正面导电银浆的总重量为100% 计，各组分重量百分含量如下所述：
[0022] 所述硅太阳能电池正面银浆，所述玻璃料是重要的功能组分。本发明实施例 中，以TeO2-Bi2O3-PbO作为玻璃料的主体系，在此基础上添加改性添加剂，从而得到改性 TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料。本发明实施例中，所述改性TeO 2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含 量为0. 1 % -10 %，作为具体实施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的重量百分含量可为 0· 1%、0· 5%、1· 0%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等具体份数。[0023] 具体的，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料包含为Te0 2、Bi203、Pb0和改性添加剂，以 所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的总重量为100%计，各组分的重量百分含量优选如下所 述：[0024]
[0020]
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[0025] 进一步的，作为优选实施例，所述改性TeO2-Bi2O 3-PbO玻璃料的粒径为1-20 μ m， 中位径D50为1-10 μ m ;作为进一步优选实施例，所述改性TeO2-Bi2O3-PbO玻璃料的粒径为 1-10 μ m，中位