一种PERC太阳能电池用背面导电银浆及其制备方法与流程

本发明涉及晶体硅太阳能电池技术领域，更具体的说是涉及一种perc太阳能电池及背面导电银浆。

背景技术：

目前，电池的工艺技术更新迭代迅速，近几年perc太阳能电池以优异的性价比优势从高效太阳能电池中脱颖而出，占据了主要市场份额，而未来几年perc仍将占据市场主导地位。

在perc太阳能电池工艺技术中，太阳电池效率提升的关键在于背钝化层，背钝化层包括在电池背面沉积一层背钝化膜层，以及在背钝化膜层上沉积的一层氮化硅膜层，能有效降低背表面复合，从而提升电池的开路电压，有效反射部分长波，增加长波响应从而提升电池的短路电流，最终使电池效率大幅提升。此外，背面导电银浆与背面导电银浆接触，在晶硅太阳能电池主要提供焊接互联作用，会对背钝化层产生影响，从而影响perc太阳能电池的使用性能。

而在金属化过程中，背面导电银浆中的玻璃粉对背钝化层会产生腐蚀作用，腐蚀量不足难以形成优异的可焊性和附着力，腐蚀过度将蚀穿背钝化层导致钝化效果降低从而引起电池效率下降，所以为了提高perc太阳能电池的使用性能需要调节背面导电银浆的组成，从而使其在金属化过程对背钝化层产生适度的腐蚀作用。

因此，如何在提供一种在金属化过程仅轻微腐蚀背钝化层的背面导电银浆是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种perc太阳能电池用背面导电银浆及其制备方法，其在金属化过程仅轻微腐蚀背钝化层，形成的背面银电极具有可焊性、附着力和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种perc太阳能电池用背面导电银浆，包括如下重量百分比的组分：50.0～65.0wt.％的银粉、1～5.0wt.％的玻璃粉、33～46.0wt.％的有机载体；所述银粉包括纳米银粉、类球形亚微米银粉和类球形微米银粉，所述玻璃粉包括li2o、mgo、cao、bao、b2o3、sio2、bi2o3、teo2、cuo和mno2。

优选的，所述银粉包括如下百分比的组分：1～5份的纳米银粉、70～90份的类球形亚微米银粉、5～25份的类球形微米银粉。

优选的，所述玻璃粉包括如下重量份的组分：1.5～5份li2o、0.5～1.5份mgo、0.5～1.5份cao、1.5～5份bao、1.5～5份b2o3、15～30份sio2、35～50份bi2o3、1～3份teo2、5～15份cuo和5～20份mno2。

优选的，所述有机载体包括如下重量份的组分：5～15份的增塑剂、85～95份的溶剂和1～5份的助剂；所述增塑剂包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种的混合；所述溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯、环己酮、醇酯十二、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯的中一种或者几种的混合；所述助剂包括氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、司班20、司班60、司班80、卵磷脂、磷酸三丁酯、聚磷酸、烷基酸中的一种或多种的混合。

本发明还公开了一种perc太阳能电池用背面导电银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)根据上述背面导电银浆称取各原料备用；

(2)将称取的li2o、mgo、cao、bao、b2o3、sio2、bi2o3、teo2、cuo和mno2混合后进行加热处理，加热后立即进行冷轧处理得到玻璃片；将玻璃片进行辊轧处理，再经过气流粉碎得到成品玻璃粉；

(3)将称取的银粉、有机载体与步骤(2)中制得的玻璃粉混合均匀，再进行研磨轧制处理,，最终得到所述perc太阳能电池用背面导电银浆。

优选的，步骤(2)中所述加热处理的是在箱式电阻炉中先升温至1100～1300℃，再保温30～60min，达到保温时间后立即取出；所述冷轧处理是采用两辊轧机进行；所述辊轧处理是通过两辊轧机辊轧至粒径为100～300μm，气流粉碎至粒径为0.1～3.5μm。

优选的，步骤(3)所述研磨轧制处理是采用三辊轧机研磨轧制5～7遍使物料细度小于15μm。

本发明还提供了一种perc太阳能电池，包括p型硅基片，所述p型硅基片一侧面依次设置n型扩散层、正面氮化硅膜层和正面银电极，另一侧面依次设置背面钝化膜层、背面氮化硅层、背面铝电极和背面银电极，其特征在于，所述背面银电极由上述perc太阳能电池用背面导电银浆经过烧结得到。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种perc太阳能电池用背面导电银浆及其制备方法，具有如下有益效果：

(1)本发明的perc太阳能电池背面导电银浆不含铅符合环保要求，烧结温度工艺窗口为740～790℃，适用于perc太阳能电池烧结工艺；

(2)本发明公开的背面导电银浆烧结过程对背钝化层仅有轻微腐蚀未蚀穿背面钝化层，从而避免金属化过程引起电池效率的降低；并且，烧结后形成的背面银电极孔隙率低，体电阻低，可焊性和附着力优异；而且，形成背面银电极和背面铝电极接触部位外观良好，银铝接触电阻低，同时满足太阳能电池外观的要求；

(3)本发明公开的制备方法操作简单，能够快速高效的制备得到一种perc太阳能电池用背面导电银浆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明实施例提供的perc太阳能电池结构示意图。

在图中：1为p型硅基片，2为n型扩散层，3为正面氮化硅膜层，4为正面银电极，5为背面钝化膜层，6为背面氮化硅膜层，7为背面铝电极，8为背面银电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1～3

本发明实施例1～3公开了一种perc太阳能电池用背面导电银浆，包括如下重量百分比的组分：50.0～65.0wt.％的银粉、1～5.0wt.％的玻璃粉、33～46.0wt.％的有机载体；银粉包括纳米银粉、类球形亚微米银粉和类球形微米银粉，玻璃粉包括li2o、mgo、cao、bao、b2o3、sio2、bi2o3、teo2、cuo和mno2。

其中，银粉包括如下百分比的组分：1～5份的纳米银粉、75～90份的类球形亚微米银粉、5～25份的类球形微米银粉。

玻璃粉包括如下重量份的组分：1.5～5份的li2o、0.5～1.5份的mgo、0.5～1.5份的cao、1.5～5份的bao、1.5～5份的b2o3、15～30份sio2、35～50份的bi2o3、1～3份的teo2、5～15份的cuo和5～20份的mno2。实施例1～3中制成玻璃粉的各个组分的质量百分比如下表1所示。

有机载体包括如下重量份的组分：5～15份的增塑剂、85～95份的溶剂和1～5份的助剂；增塑剂包括乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种的混合；溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯、环己酮、醇酯十二、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯的中一种或者几种的混合；助剂包括氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、司班20、司班60、司班80、卵磷脂、磷酸三丁酯、聚磷酸、烷基酸中的一种或多种的混合。

实施例1～3中有机载体的各组成成分的质量百分比如下表2所示；

实施例1～3中制成背面导电银浆的各个组分的质量百分比如下表3所示。

本发明实施例1～3还提供了一种perc太阳能电池用背面导电银浆的制备方法，包括如下步骤：

(1)根据上述背面导电银浆称取各原料备用；

(2)将称取的li2o、mgo、cao、bao、b2o3、sio2、bi2o3、teo2、cuo和mno2混合，在箱式电阻炉中升温至1100℃保温30～60min、达到保温时间后立即取出通过两辊轧机冷轧处理；将冷轧处理所得的玻璃片再次通过两辊轧机辊轧使粒径达100～300μm，再经过气流粉碎至0.1～3.5μm得到成品玻璃粉；

(3)将称取的银粉、有机载体、助剂与步骤(2)中制得的玻璃粉混合均匀，再经过三辊研磨轧制5遍使细度达到10um，最终得到perc太阳能电池用背面导电银浆。

表1玻璃粉成分

表2有机载体成分

表3背面导电银浆成分

实施例4～6

本发明实施例4～6公开了一种perc太阳能电池，包括p型硅基片，所述p型硅基片一侧面依次设置n型扩散层、正面氮化硅膜层和正面银电极，另一侧面依次设置背面钝化膜层、背面氮化硅层、背面铝电极和背面银电极，其特征在于，背面银电极由实施例1～3制备得到的perc太阳能电池用背面导电银浆经过烧结得到。

上述perc太阳能电池的制备方法，具体为：

通过丝网印刷将实施例1～3制备得到的背面导电银浆印刷到perc半成品电池片上，经烘干后再印刷背面导电铝浆，然后再印刷正面导电银浆，经过红外烧结炉在峰值温度为760℃时共烧制得成品电池片。

取上述实施例4～6制备得到的perc太阳能电池以及市售产品作为比较例，用焊接台检验可焊性、拉力机检验附着力、用四点探针检验方块电阻，用iv测试仪检验iv特性参数等性能，得到的结果如下表4所示。

表4

由上可知，本发明的perc太阳能电池背面导电银浆在确保背面导电银浆优异可焊性、附着力和可靠性的前提下，转换效率更加优异。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。