用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其制备方法，该玻璃粉的原料包括TeO2:30-80％、PbO:0.1-5、Bi2O3:1-20％、SiO2:0-6％、表面活性金属氧化物:1-10％、Al2O3:0-3％、ZnO:0-20％、ZrO2:0-2％、R2O:0-4％、MgO:0-2％、P2O5:0-3％和B2O3:0-25％；其中，表面活性金属氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金属氧化物中的至少一种，R2O为含有Li、Na或K的金属氧化物中的至少一种，上述原料经过球磨、二段加热、猝冷及烘干、湿法粗磨、湿法细磨和冷冻干燥后制得本发明的玻璃粉，本发明的玻璃粉具有合适的腐蚀速率、耐腐蚀能力、流动性、润湿性和玻璃转化温度，能够很好解决高方阻太阳能电池正银浆料对烧结窗口的功能需求。
【专利说明】用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属太阳能电池浆料领域，具体涉及一种用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置。在半导体的P-N结上入射 的合适波长的辐射充当在该半导体中产生空穴-电子对的外部能量源。由于P-N结处存在 电势差，空穴和电子以相反的方向跨过该结移动。电子移动到负极触点，空穴移动到正极触 点，从而产生能向外部电路输送电力的电流。太阳能电池的电极触点对于电池的性能很重 要。
[0003] 太阳能电池正面银浆是制作光电太阳能电池重要的基础材料，用于制作晶体硅太 阳能电池的正面电极。太阳能电池正面银浆的组成由玻璃粉、银粉、有机载体、无机添加剂、 有机添加剂；其中玻璃粉主要作用是烧穿绝缘的氮化硅减反膜、帮助形成Ag/Si欧姆接触、 提供附着力；银粉主要作用是使银粉烧结致密化，形成低的栅线电阻，提供好的导电电极； 有机载体主要作用是粉体间的润湿、印刷性、外观、高宽比；无机添加剂与有机添加剂主要 用于改性与浆料性能的改善。
[0004] 随着技术的发展，为了提高转换效率与降低表面复合，各电池厂商纷纷采用电池 片的浅结技术。浅结是指太阳能电池 P-N结结深小于0.3 μπι，利用浅结可以显著降低太 阳能电池片表面的少数载流子复合速度，提高短波段的光谱响应。但在烧结时由于P-N结 很浅，很容易烧穿，这就要求浆料有较宽的烧结窗口与合适的腐蚀速率，而影响烧结窗口与 腐蚀速率主要取决于正银浆料中玻璃粉的特性：玻璃粉要在不同温度区间有不同的腐蚀速 率、抗腐蚀能力、流动性、润湿性、同时对温度不敏感。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其 制备方法，能够很好解决高方阻太阳能电池正银浆料对烧结窗口的功能需求。
[0006] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉，该玻璃粉的原料包括以下组分和重量百分 含量：TeO 2:30-80 %、PbO: 0· 1-5、Bi2O3:1-20 %、SiO2:0-6 %、表面活性金属氧化物：1-10 %、 Al2O3:0-3 %、ZnO: 0-20 %、ZrO2:0-2 %、R20:0-4 %、MgO: 0-2 %、P2O5:0-3 % 和 B2O3:0-25 % ;其 中，表面活性金属氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金属氧化物中的至少一种，R2O 为含有Li、Na或K的金属氧化物中的至少一种。
[0008] 较佳的是，还包含以下材料成份中的至少一种：BiF3:0-3%、Er20 3:0-2 %、 La2O3:0-2%和 CeO2:0-2%。
[0009] 进一步地说，所述玻璃粉的Tg温度为250°C -450°c。
[0010] 上述用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉的制备方法，按下述步骤进行：
[0011] -、将全部原料进行球磨，以将原料充分混合均匀并且降低原料粒径；
[0012] 二、将步骤一制得的混合物放入加热设备并且采用二段加热：
[0013] 第一段：直接将加热设备内部升温至850°C -1000°c后，再将步骤一制得的混合物 放入加热设备中溶制80分钟；
[0014] 第二段：在950°C -1200°C的温度条件下保温20-30分钟，得到均匀澄清的玻璃熔 液；
[0015] 三、将步骤二制得的玻璃熔液在去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃颗粒，然后将玻 璃颗粒在60°C -80°C烘箱内干燥1-5小时；
[0016] 四、将步骤三制得的烘干后的玻璃颗粒进行湿法粗磨：在球磨机中加入去离子水 并且使用直径为1〇-25_的锆球进行球磨，球磨时间为1-3小时；
[0017] 五、将步骤四湿法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再进行湿法细磨：在球磨机中加入 球磨分散助剂并且使用直径为2_3mm的错球进行球磨，球磨时间为1-2小时；
[0018] 六、将步骤五湿法细磨后制得的玻璃粉溶液进行过筛取出锆球，得到玻璃粉溶 液；
[0019] 七、将步骤六制得的玻璃粉溶液放入冷冻干燥箱处理8-10小时，即制得本发明所 述用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉。
[0020] 其中，步骤二中所述的将步骤一制得的混合物放入加热设备是指：将步骤一制得 的混合物放入铂金坩埚中，将高温箱式炉内部升温至850°C -1000°c的溶制温度后，再将铂 金坩埚放入高温箱式炉中。
[0021] 本发明的有益效果是：本发明用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉具有合适的腐蚀速 率、耐腐蚀能力、流动性、润湿性和玻璃转化温度，特别是在低温时有充分的流动性与腐蚀 性，并充分与氮化硅反应，高温时能保持足够长的耐高温与抗腐蚀性，该玻璃粉还具有较高 的折射率与光的吸收率，并且有明显的半导体特性及低的皇势高度。使用本发明玻璃粉制 备的浆料经烧结测试后具有更低的接触电阻、高的拉力、高的填充、宽的烧结窗口以及与国 外浆料持平的电性能特性。
【具体实施方式】
[0022] 实施例：本发明实施例1-6的用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉的原料配比详见下 表1 :
[0023] 表1 (单位：重量百分比，％ ):
[0024]
【权利要求】
1. 一种用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉，其特征在于，该玻璃粉的原料包括以下组分 和重量百分含量：Te02:30-80 %、PbO: 0. 1-5、Bi203:1-20 %、Si02:0-6 %、表面活性金属氧化 物：1-10%、Al203:0-3%、Zn0:0-20%、Zr02:0-2%、R 20:0-4%、Mg0:0-2%、P205:0-3%和 B203:0-25% ;其中，表面活性金属氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金属氧化物中 的至少一种，R20为含有Li、Na或K的金属氧化物中的至少一种。
2. 如权利要求1所述的用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉，其特征在于，还包含以下材 料成份中的至少一种：BiF3:0-3 %、Er203:0-2 %、La203:0-2 %和 Ce02:0-2 %。
3. 如权利要求1所述的用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的 Tg 温度为 250°C _450°C。
4. 一种如权利要求1至3中任一项所述的用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉的制备方 法，其特征在于，按下述步骤进行： 一、 将全部原料进行球磨，以将原料充分混合均匀并且降低原料粒径； 二、 将步骤一制得的混合物放入加热设备并且采用二段加热： 第一段：直接将加热设备内部升温至850°C -1000°C后，再将步骤一制得的混合物放入 加热设备中溶制80分钟； 第二段：在950°C -1200°C的温度条件下保温20-30分钟，得到均匀澄清的玻璃熔液； 三、 将步骤二制得的玻璃熔液在去离子水中淬冷，冷却后取出玻璃颗粒，然后将玻璃颗 粒在60°C -80°C烘箱内干燥1-5小时； 四、 将步骤三制得的烘干后的玻璃颗粒进行湿法粗磨：在球磨机中加入去离子水并且 使用直径为1〇-25_的锆球进行球磨，球磨时间为1-3小时； 五、 将步骤四湿法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再进行湿法细磨：在球磨机中加入球磨 分散助剂并且使用直径为2_3mm的错球进行球磨，球磨时间为1-2小时； 六、 将步骤五湿法细磨后制得的玻璃粉溶液进行过筛取出锆球，得到玻璃粉溶液； 七、 将步骤六制得的玻璃粉溶液放入冷冻干燥箱处理8-10小时，即制得本发明所述用 于太阳能高方阻浆料的玻璃粉。
5. 如权利要求4所述的用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉的制备方法，其特征在于，步 骤二中所述的将步骤一制得的混合物放入加热设备是指：将步骤一制得的混合物放入铂金 坩埚中，将高温箱式炉内部升温至850°C -1000°C的溶制温度后，再将铂金坩埚放入高温箱 式炉中。
【文档编号】C03C12/00GK104445962SQ201410816736
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】杨晶, 白海赞, 刘府朝 申请人:江苏欧耐尔新型材料有限公司