一种高稳定性玻璃粉及其制备方法和在TOPCON电池正面细栅银浆中的应用

本发明涉及到太阳能topcon电池浆料制备领域，尤其是一种高稳定性玻璃粉及其制备方法和在topcon电池正面细栅银浆中的应用

背景技术：

1、太阳能电池发展迅速，在21世纪已经成为了我国能源结构中不可或缺的一部分，最近几年perc太阳能电池已经接近理论上的效率极限，topcon电池具有更高的效率极限被视为下一代主流光伏电池，topcon电池技术可通过提升电池的开路电压和填充因子，从而大幅提高电池效率。其中topcon电池正面细栅银浆是影响topcon电池开路电压和填充因子的关键。

2、topcon电池正面细栅银浆中影响开路电压和填充因子的主要是玻璃粉，目前工业上的玻璃粉大多数在制备过程中没有充分考虑玻璃粉的析晶情况，这导致析出的晶体金属会与电池表面形成“穿刺效应”，穿刺效应会破坏电池固有的钝化材料，使电池表面缺陷密度增多最终开路电压升高。玻璃粉对topcon电池烧结温度的适应性也需要考虑，玻璃粉中亚稳态组分会在一定区间温度下析出，析出的晶体会直接影响接触电阻阻值与线电阻的稳定性，进而影响填充因子，因此开发topcon电池正面细栅银浆相匹配的稳态玻璃粉是及其重要的。

技术实现思路

1、基于topcon电池正面细栅银浆玻璃粉的不足，本发明公布了一种高稳定性玻璃粉及其制备方法在topcon电池正面细栅银浆中的应用本发明目的一是提供了一种topcon电池正面细栅银浆玻璃粉配方:

2、本发明所制备的玻璃粉，各组分以质量份数计为：氧化铋60-70份、氧化硅20-30份、氧化锌10-20份、氧化硼5-10份、氧化铝1-2份、氧化铈1-2份。

3、进一步地，氧化铋60份、氧化硅20份、氧化锌10份、氧化硼8份、氧化铝1份、氧化铈1份。

4、本发明提供的玻璃粉体系配方结晶化程度较好，因此会避免发生析晶情况所导致的硅片表面受损，进而减小电子和空穴的复合速度。同时对烧结温度的适应性强，在700-900℃下仍能保持接触电阻以及线电阻稳定。

5、本发明目的二是提供一种topcon电池正面细栅银浆玻璃粉的制作工艺：

6、s1、按照重量比例称量氧化铋、氧化硅、氧化锌、氧化硼、氧化铝和氧化铈，放入混料机进行充分混匀；将混合均匀的物料放入铂金坩埚中，后放入马弗炉烧制。其铂金坩埚容量为150ml，马弗炉煅烧温度在1100℃，升温速率在15℃/min，煅烧时间在40min。

7、s2、烧制一定时间后将熔融状态的玻璃放入充满水的钢桶中进行水粹处理，水粹使玻璃降低温度结晶成固态后放入球磨机进行球磨处理球磨后的样品进一步经过砂磨机细化后过500目的筛网得到成品玻璃粉。

8、球磨时间为12h，球磨转速为800r/min。

9、砂磨机细化时间为2h。

10、本发明采用铂金坩埚以避免在烧结过程中杂质对玻璃粉的影响，同时经过了球磨后的样品进一步经过砂磨机细化，而后过500目的筛网得到所制玻璃粉，其粒径d50为0.6um-0.8um。

11、本发明目的三提供了topcon电池正面细栅银浆配方

12、一种topcon电池正面细栅银浆的制备方法，将银粉、玻璃粉、有机载体、添加剂经过离心机高速离心后再进行三辊机研磨后得到成品topcon电池正面细栅银浆。

13、按质量份计，银粉为80份、玻璃粉6份、有机载体11份、添加剂3份；

14、其中，银粉为高活性的球状银粉，粒径d50在0.8um-1.2um；

15、玻璃粉为上述玻璃粉，

16、有机载体为树脂和溶剂在80℃，转速为400r/min的搅拌机下搅拌2h，最终得到均一透明的有机载体；其中，树脂为乙基纤维素或cab，溶剂为醇酯十二、松油醇或丁基卡必醇中的一种，树脂和溶剂的质量比为20：80；

17、添加剂包括分散剂司班85，润滑剂羟基硅油和触变剂聚酰胺蜡；其中，分散剂司班85、润滑剂羟基硅油和触变剂聚酰胺蜡的质量比为1:1:1。

18、现有技术对比，本发明有益效果在于：

19、1.本发明提供的玻璃粉体系配方结晶化程度较好没有析晶现象发生，避免了析出的晶体导致硅片表面发生的穿刺效应，这就减小了电子和空穴的复合速度进而提高了电池效率。同时所制玻璃粉对烧结温度的适应性强，在700-900℃下仍能保持接触电阻和线电阻稳定。

20、2.本发明通过采用铂金坩埚，避免杂质的引入导致玻璃粉的整体架构框架遭到破坏，同时在工艺方面采用砂磨和过500目筛网，这改进了玻璃粉制备工艺，进而细化了玻璃粉粒径、确保了玻璃粉良好的成玻性。

技术特征：

1.一种高稳定性玻璃粉，其特征在于，各组分以质量份数计为：氧化铋60-70份、氧化硅20-30份、氧化锌10-20份、氧化硼5-10份、氧化铝1-2份、氧化铈1-2份。

2.如权利要求1所述的高稳定性玻璃粉，其特征在于，各组分以质量份数计为：氧化铋60份、氧化硅20份、氧化锌10份、氧化硼8份、氧化铝1份、氧化铈1份。

3.如权利要求1～2任一项所述的高稳定性玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤包括：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，各组分以质量份数计为：氧化铋60-70份、氧化硅20-30份、氧化锌10-20份、氧化硼5-10份、氧化铝1-2份、氧化铈1-2份。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所使用的坩埚为铂金坩埚，所用的烧制温度为1100℃，烧制时间为40min，升温速率为15℃/min。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，球磨时间为12h，球磨转速为800r/min。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中，砂磨机细化时间为2h，筛网的规格为500目，所制玻璃粉的粒径d50为0.6um-0.8um。

8.将权利要求1所述的高稳定性玻璃粉用在topcon电池正面细栅银浆中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，制备步骤为：

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，

技术总结
本发明属于太阳能TOPCON电池浆料制备领域，公开了一种高稳定性玻璃粉及其制备方法和在TOPCON电池正面细栅银浆中的应用。玻璃粉组分为：氧化铋60‑70％、氧化硅20‑30份、氧化锌10‑20份、氧化硼5‑10份、氧化铝1‑2份、氧化铈1‑2份；本发明所运用的制备工艺制成的玻璃粉粒径D50在0.6‑0.8um，软化点在430℃，且具有很好的成玻性、无杂质结晶峰析出，所制得玻璃粉搭配高活性的球状银粉所制备的细栅银浆可适应较大烧结范围，在700‑900℃下仍能保持接触电阻率在0.7mΩ·cm<supgt;2</supgt;左右，与此同时和对比样相比TOPCON电池转化效率提升0.07％。

技术研发人员：许晖,潘路野,蒋伟,黄奉康,刘瑞鸿
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13