专利名称：无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池用正面银浆技术领域，具体地说是一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。
背景技术：
太阳能电池正面导电银浆在太阳能电池领域主要用作电极材料，随着太阳能电池制造技术的发展，对电池电极材料的要求是浆料印刷细线化；浆料成本下降。此外，太阳能电池用浆料，要求浆料具有良好的印刷性能，印烧后有良好的电性能、可焊性及硅片不发生变形，烧制后不起珠，组装时不起灰等。目前的太阳能电极印烧用电子浆料主要是背面铝浆、背面银铝浆和正面银浆三种，三种浆料的主要原料不同，性能各有差异，正面银浆通常用作电池栅极即受光面，而背面银铝浆和背面铝浆用在背场电极即背阳面，铝浆制备在国内已经得到突破，产品质量基本满足生产要求，背面银铝浆目前已能够生产。但正面银浆制备技术一直未得到突破，性能与国际厂商的产品还有大的差距，主要是存在和硅的附着力差、含铅等缺点，且导电性较差，导致电极的接触电阻较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆及其制备方法。本发明技术方案如下一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其组分及重量百分比为功能相85% 90% ；粘结相2% 10% ；有机载体5. 5% 20% ；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂。所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述导电银粉为精细球形导电银粉，其粒径为0. 2 2μπι。所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述玻璃粘合剂为铋-硅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为=Bi2O3 40 50% ；ZnO 20 30% ；B2O3 20 25% ；Al2O3 0 4% ；SiO2 0. 5 4% ；CaO 0 4% ；TiO2 0 4% ；另有5 10%添加剂，所述添加剂选自五氯化磷和VDI族金属卤化物中的至少一种。所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，所述有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机树脂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其组合组成。一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备方法，包括以下步骤1、粘结相制备=Bi2O3 40 50% ；ZnO 20 30% ；B2O3 20 25% ；Al2O3 0 4% ； SiO2 0.5 4%;CaO 0 4% ;Ti02 0 4% ；将称量好的 Bi203、Zn0、B203、Al203、Si02、Ca0、 TiO2混合均勻后置于马弗炉加热，温度控制在900 1200°C，保温30 60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后， 加入所述催化剂(五氯化磷和所述VDI族金属卤化物)，球磨至0. 5 2 μ m过400目筛得到玻璃粘结剂；2、有机载体的制备将有机溶剂和有机树脂混合加热到90 120°C，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机粘合剂；3、将85-90%的银粉及2_10%玻璃粉粘合剂混合，研磨至外观细腻，无颗粒时，再加入5. 5-20%的有机载体搅拌均勻。本发明提供的太阳能电池正面银浆不含铅，完全符合环保要求，能在太阳能电池表面形成附着力强、低欧姆接触电阻的导电电极，电池光电转化效率高，是含铅银浆的理想取代物。产品满足以下技术指标粘度310-330kcps(Brookfield HBT, SC4-14/6R，_rpm，25 ° )；固含量 89-92 % ；高宽比< 15/11 μ m ；附着力(N) (N/2X2mm2)彡 70;细度<7μπι;细线分辨60-120 μ m ；固化后硬度(Shore D) :97，弯曲强度(ASTMD-790) :52MPa ；弯曲模量 (ASTMD-790) 2. IMPa ；粘接剪切强度(ASTMD 1002) :170kg/cm2 ；方阻< 2m Ω / □/10 μ m ； 符合RoHS，接触阻抗50-80 Ω/ □；符合快速印刷工艺，无铅。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。实例1粘结相制备按质量份数，Bi2O340 50%;Zn0 20 30%;B203 20 25%;A1203 0 4% ；SiO2 0. 5 4% ；CaO 0 4% ；TiO2 0 4% ；五氯化磷2 5% ；VDI族金属卤化物3 5% ；将称量好的Bi203、Zn0、B203、Al203、Si02、Ca0、Ti02混合均勻后置于马弗炉加热， 温度控制在900 1200°C，保温30 60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，加入所述五氯化磷和所述VDI族金属卤化物，球磨至0. 5 2μπι过400目筛得到环保玻璃粘结剂；有机载体的制备有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，有机溶剂为松油醇、 松节油、醚类中的一种或其组合，有机树脂由蓖麻油、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其组合组成。按质量份数，乙基纤维素10%，氯醋树脂20%，酚醛树脂20%，松油醇20%、松节油20%混合加热到90 120°C，充分搅拌至完全溶解，再加入10%甲基单丁基醚，加热到 90 120°C，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机载体；正面银浆制作方法1、将85% 90% (质量比，下同)的银粉(精细球形导电银粉，其粒径为0. 2 2μπι)及2% 10%玻璃粘结剂混合，银粉和玻璃粘结剂的搅拌，用V 型干粉搅拌机，不可用螺杆搅拌机，以免破坏粉体。2、向混合好后的粉料中，加入5. 5% 20%的有机载体，在高粘度搅拌机中搅拌均勻。3、将步骤2中搅拌好的膏料放入三辊机进行研磨，目的是打开玻璃粉的团聚和银粉的分散。4、将研磨分散好的膏料在高粘度搅拌机中进行第二次搅拌并脱泡。5、将搅拌并脱泡好的浆料进行成品检验与分装。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，其组分及重量百分比为功能相85% 90% ；粘结相2% 10% ；有机载体5. 5% 20% ；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂。
2.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述导电银铝粉为精细球形导电银粉，其粒径为0. 2 2 μ m。
3.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述粘结相为铋-硅玻璃体系，该体系的组分及重量百分比为=Bi2O3 40 50% ；ZnO 20 30% ； B2O3 20 25% ；Al2O3 0 4% ；SiO2 0. 5 4% ；CaO 0 4% ；TiO2 0 4% ；添加剂 5 10 %，所述添加剂选自五氯化磷和VDI族金属卤化物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其特征在于，所述有机载体由有机溶剂和有机树脂配制而成，所述有机溶剂为松油醇、松节油、醚类中的一种或其组合，所述有机树脂由蓖麻油、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其组合组成。
5.一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤粘结相制备=Bi2O3 40 50% ；ZnO 20 30% ；B2O3 20 25% ；Al2O3 0 4% ；SiO2 0. 5 4% ；CaO 0 4% ；TiO2 0 4% ；五氯化磷2 5% ；VDI族金属卤化物3 5% ；将称量好的Bi203、ZnO, B203、A1203、SiO2, CaO, TiO2混合均勻后置于马弗炉加热，温度控制在 900 1200°C，保温30 60分钟，将熔化后的玻璃粉末颗粒使用去离子水淬火后，加入所述五氯化磷和所述VDI族金属卤化物，球磨至0. 5 2 μ m过400目筛得到玻璃粘结剂；有机载体的制备将有机溶剂和有机树脂混合加热到90 120°C，充分搅拌至完全溶解后制成淡黄色透明有机粘合剂；将85-90%的银粉及2-10%粘结相充分混合后，再加入5. 5-20%的有机载体搅拌均勻，随后进行研磨，然后再搅拌并脱泡，最后检验封装。
全文摘要
本发明公开了一种无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆，其组分及重量百分比为功能相85％～90％；粘结相2％～10％；有机载体5.5％～20％；所述功能相为导电银粉，所述粘结相为玻璃粘合剂；还公开了该无铅高粘度太阳能电池正面电极银浆的制备工艺。本发明提供的太阳能电池正面银浆不含铅，完全符合环保要求，能在太阳能电池正面形成附着力强、低欧姆接触接触的导电电极，电池光电转化效率高，是含铅正面银浆的理想取代物。
文档编号H01L31/0224GK102231392SQ201110166569
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者公立, 席友谊, 张淑鸿, 王保德, 王国芳 申请人:西安创联光电新材料有限公司