本发明属于背面银浆技术领域，具体涉及一种用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆及其制备方法。
背景技术：
太阳能发电直接将太阳辐射能转换为电能，是所有清洁能源中对太阳能的转换环节最少、利用最直接的方式。因为太阳电池比传统发电的成本高，使其安装应用受到了一定的限制，在未来一段时间内仍不能成为主流能源，所以提高太阳电池的光电转换效率和降低太阳电池的成本是未来晶体硅太阳电池发展的主要方向。
PERC(Passivated Emitter and Rear Contact，钝化发射极和背面接触)太阳电池是常规太阳电池的一种特殊类型，它的主要特征是在太阳电池的正面发射极和背面上都具有钝化膜结构。其中正面发射极上的钝化膜作为减反射层，而背面上的钝化膜通过穿孔形成接触，用来降低背面复合速率以提高太阳电池的转换效率。对比常规太阳电池，PERC太阳电池的转换效率可提升0.5～1％，是一种具有很大发展潜力的太阳电池结构。
与常规太阳能电池结构一样，PERC太阳电池也具有在它们的正面上的负极和在它们的背面上的正极。通常在硅片正面的钝化膜上丝网印刷并干燥正面银浆作为太阳电池的负极。在硅片背面穿孔的钝化膜上依次丝网印刷并干燥背面银浆和铝浆，并且背面银浆与铝浆有部分重叠区域。经烧结后，背面银浆与铝浆的重叠区域呈现合金状态，实现了电连接。为了最大程度地保留背面钝化膜的钝化效果，通常希望背面银浆应不具有烧透钝化膜的能力或仅具有很差地烧透钝化膜的能力，即经烘干烧结后，背面银浆不烧穿背面钝化膜。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，该背面银浆印刷在晶体硅的背面钝化膜上，经烘干烧结后，该浆料不烧穿背面钝化膜，克服了传统背面银浆对背面钝化膜造成破坏从而引起的PERC晶体硅太阳能电池电性能下降的缺点。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法，该制备方法工艺简洁，成本低，可与现有工艺相兼容。
本发明的第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，由以下质量份配比的原料制成：导电金属40～70份，无机粘合剂1～10份，有机载体20～50份，添加剂1～10份。
进一步的，各原料的质量份配比优选为：导电金属45～65份，无机粘合剂2～6份，有机载体25～45份，添加剂1～10份。
本发明所述的导电金属包括银粉和/或银合金。
在银粉中，银颗粒可以是球状银粉、片状银粉、微晶银粉以及它们的混合物组成。
银的粒度不受限定，在一个优选的实施方案中，所述银粉为球状银粉与微晶银粉的混合物，其中球状银粉的D50在0.1～5μm，优选0.5～3μm，微晶银粉为纳米尺度，它的D50在10～200nm，优选20～100nm。
以背面银浆总质量计，银粉可以以40～70％的质量百分含量存在于背面银浆中，优选45～65％的质量百分含量。
就银合金而言，银可与一种或多种其它金属例如铜构成合金，银的质量百分含量大于99％。
进一步的，本发明中的背面银浆的导电金属中除了银粉和/或银合金外还可伴有少量的一种或多种其它颗粒状金属，可选的其它颗粒状金属包括铜粉、钯粉、镍粉、钴粉或者铝粉。
在一个优选的实施方案中，所述的导电金属为银粉和铝粉，其中银粉的质量百分含量为97～99％，铝粉的质量百分含量为1～3％。
本发明所述无机粘合剂优选为玻璃料。
所述玻璃料选自无铅玻璃料或含铅玻璃料。
其中所述的无铅玻璃料的软化点温度为500～800℃，其由以下质量百分含量的原料组成：Bi2O3 40～73％、SiO2 10～40％、Al2O3 0～15％、B2O3 2～30％。
所述的含铅玻璃料的软化点温度为450～650℃，其由以下质量百分含量的原料组成：PbO 33～57％、SiO2 15～29％、Al2O3 1～13％、CuO 1～15％和MnO2 6～10％。
以背面银浆总质量计，无机粘合剂的质量百分含量为1～10％，优选为2～6％。
其中玻璃料的D50为1～5μm，优选为1～3μm。
无机粘合剂的作用是作为一种无机粘合介质，使得各种无机颗粒烧结在一起，并紧密结合在硅片表面，这是影响电极附着力的关键步骤。
所述有机载体包括乙基纤维素和有机溶剂的混合溶液，其中乙基纤维素和有机溶剂的质量份配比为1：9～10。
所述有机溶剂由以下质量百分含量的原料组成：松油醇10～60％、丁基卡必醇20～70％、丁基卡必醇醋酸酯10～15％和丙二醇丁醚1～5％。
本发明所述有机载体优选通过以下方法制备获得：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇丁醚中，采用微波加热至80～120℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体，冷却至室温后使用。
以背面银浆总质量计，有机载体的质量百分含量为20～50％，优选为25～45％。
有机载体的作用是向银浆提供良好的施加性能，包括：无机颗粒的稳定分散性、适当的粘度和触变性、对硅片的背面钝化膜和无机颗粒提供适当的润湿性、并且具有良好的烘干速率和良好的烧结性能。
在本发明中，背面银浆可包括一种或多种无机添加剂或有机添加剂，以提高浆料的整体性能。
其中有机添加剂可为市面常用的润湿分散剂、增稠剂或流平剂的一种或多种，有机添加剂可以以0～3％的质量百分含量存在于背面银浆中。
在本发明中，可添加无机添加剂以增强浆料的附着力。
该无机添加剂可以选自Al2O3、Bi2O3、PbO、Sb2O5、Fe2O3、Fe3O4、ZnO、CuO、Cu2O、MnO2、Co2O3、Co3O4、NiO或在烧结过程能够产生所列出的金属氧化物的金属化合物。
在一个优选的实施方案中，背面银浆中可以含有0.1～3％质量百分含量的PbO。
本发明的第二个技术问题是通过如下技术方案来实现的：上述PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无机粘合剂：选取无机粘合剂的各原料，混匀后烘干，调节温度为1150～1250℃熔炼4～10h，去离子水淬后烘干，再经球磨、烘干和过筛处理，得到无机粘合剂；
(2)制备有机载体：将有机载体的各原料混匀后，采用微波加热至80～120℃，边加热边搅拌至完全溶解后得到有机载体；
(3)选取导电金属、无机粘合剂、有机载体和添加剂，机械混匀后再经预分散处理，得糊状物待用；
(4)将糊状物采用研磨机进行松轧和紧轧后，即得到PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆。
本发明中的PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的使用方法，包括以下步骤：
(1)选取晶体硅片，所述晶体硅片的正面上具有减反射层且其背面上具有穿孔的钝化层；
(2)选取背面银浆印刷在所述晶体硅片的背面，在所述穿孔的钝化层上形成银背电极；
(3)将银背电极进行烧结处理，烧结时的温度为700～900℃，烧结后形成的银浆不烧穿所述背面钝化层。
其中烧结优选以共同烧结进行，共同烧结连同已被印刷到晶体硅片的背面铝浆和正面金属浆料一起以形成铝背面电极和正面金属电极。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明中的背面银浆采用无机粘合剂低活性玻璃粉，减少了与背面钝化膜的反应，不具有烧透钝化膜的能力或仅具有很差地烧透钝化膜的能力，即经烘干烧结后，背面银浆不烧穿背面钝化膜，避免了银浆与硅片接触部分形成大量复合中心，提高电池的开路电压，从而提高电池的电性能。
具体实施方式
本发明在下述各实施例中被给予了具体的说明。这些实施例都是说明性的，并不在任何方面限制本发明。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
本实施例提供的用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，由以下质量份配比的原料制成：导电金属55份，无机粘合剂3份，有机载体34份，添加剂8份。
其中导电金属为银粉，银粉为球状银粉与微晶银粉的混合物，其中球状银粉的D50为0.1～5μm，微晶银粉为纳米尺度，它的D50为10～200nm。
无机粘合剂为无铅玻璃料，无铅玻璃料的软化点温度为500～800℃，其由以下质量百分含量的原料组成：Bi2O3 45％、SiO2 20％、Al2O3 6％、B2O3 29％。
无铅玻璃料的D50为2～3μm。
有机载体包括乙基纤维素和有机溶剂的混合溶液，其中乙基纤维素和有机溶剂的质量份配比为1：9。
有机溶剂由以下质量百分含量的原料组成：松油醇40％、丁基卡必醇44％、丁基卡必醇醋酸酯15％和丙二醇丁醚1％。
有机载体通过以下方法制备获得：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇丁醚中，采用微波加热至100℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体，冷却至室温待用。
添加剂为无机添加剂，无机添加剂为PbO。
该PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无机粘合剂：选取无机粘合剂的各原料，混匀后在真空箱120℃烘1h，调节温度为1200℃熔炼9h，去离子水淬后烘干，再经球磨72h，烘干后过筛，得到粒径在2～3μm之间的无机粘合剂；
(2)制备有机载体：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯以及丙二醇丁醚的混合液中，并通过微波加热至100℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体，冷却至室温后使用，乙基纤维素和有机溶剂的重量比为1：9；
(3)选取导电金属、无机粘合剂、有机载体和添加剂倒入机械混料机中混合机械，混匀后再经预分散处理，混料温度保持在室温，得糊状物待用；
(4)将预分散的糊状物用三辊轧机松轧一遍，再逐步紧轧制3遍，最后紧轧2遍得到背银浆料。
该PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的使用方法，包括以下步骤：
(1)选取晶体硅片，所述晶体硅片的正面上具有减反射层且其背面上具有穿孔的钝化层；
(2)选取背面银浆印刷在所述晶体硅片的背面，在所述穿孔的钝化层上形成银背电极；
(3)将银背电极进行烧结处理，烧结时的温度为700～900℃，烧结后形成的银浆不烧穿所述背面钝化层。
实施例2
本实施例提供的用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，由以下质量份配比的原料制成：导电金属50份，无机粘合剂4份，有机载体30份，添加剂6份。
导电金属为银粉和铝粉，其中银粉的质量百分含量为98％，铝粉的质量百分含量为2％。
无机粘合剂为含铅玻璃料，含铅玻璃料的软化点温度为450～650℃，其由以下质量百分含量的原料：PbO 45％、SiO2 25％、Al2O3 6％、CuO 15％和MnO2 9％。
含铅玻璃料的D50为1～5μm。
有机载体包括乙基纤维素和有机溶剂的混合溶液，其中乙基纤维素和有机溶剂的质量份配比为1：9.5，有机溶剂由以下质量百分含量的原料组成：松油醇35％、丁基卡必醇45％、丁基卡必醇醋酸酯15％和丙二醇丁醚5％。
有机载体通过以下方法制备获得：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇丁醚中，采用微波加热至90℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体。
添加剂为无机添加剂，无机添加剂为PbO。
该PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无机粘合剂：选取无机粘合剂的各原料，混匀后在真空箱120℃烘1h，调节温度为1200℃熔炼5h，去离子水淬后烘干，再经球磨36h，烘干后过筛，得到粒径在1～3μm之间的无机粘合剂；
(2)制备有机载体：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯以及丙二醇丁醚的混合液中，并通过微波加热至90～110℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体，冷却至室温后使用，乙基纤维素和有机溶剂的重量比为1：9.5；
(3)选取导电金属、无机粘合剂、有机载体和添加剂倒入机械混料机中混合机械，混匀后再经预分散处理，混料温度保持在室温，得糊状物待用；
(4)将预分散的糊状物用三辊轧机松轧一遍，再逐步紧轧制3遍，最后紧轧2遍得到背银浆料。
实施例3
与实施例1不同的是，本实施例提供的用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，由以下质量份配比的原料制成：导电金属70份，无机粘合剂1份，有机载体28份，添加剂1份。
导电金属为银合金，银金合金中银的质量百分含量大于99％。
无机粘合剂为无铅玻璃料，无铅玻璃料的软化点温度为500～800℃，其由以下质量百分含量的原料组成：Bi2O3 40％、SiO2 40％、B2O3 20％。
无铅玻璃料的D50为2～3μm。
有机载体包括乙基纤维素和有机溶剂的混合溶液，其中乙基纤维素和有机溶剂的质量份配比为1：9。
有机溶剂由以下质量百分含量的原料组成：松油醇10％、丁基卡必醇70％、丁基卡必醇醋酸酯15％和丙二醇丁醚5％。
有机载体通过以下方法制备获得：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇丁醚中，采用微波加热至80℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体。
添加剂为有机添加剂，有机添加剂为市面常用的润湿分散剂、增稠剂和流平剂中的一种或几种。
该用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法如下：
(1)制备无机粘合剂：选取无机粘合剂的各原料，混匀后烘干，调节温度为1150℃熔炼10h，去离子水淬后烘干，再经球磨72h、烘干和过筛处理，得到无机粘合剂；
(2)制备有机载体：将有机载体的各原料混匀后，采用微波加热至80℃，边加热边搅拌至完全溶解后得到有机载体；
(3)选取导电金属、无机粘合剂、有机载体和添加剂，机械混匀后再经预分散处理，得糊状物待用；
(4)将糊状物用采用研磨机进行松轧和紧轧后，即得到背面银浆。
实施例4
与实施例1不同的是，本实施例提供的用于PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆，由以下质量份配比的原料制成：导电金属40份，无机粘合剂10份，有机载体40份，添加剂10份。
导电金属为银粉和铝粉，其中银粉的质量百分含量为99％，铝粉的质量百分含量为1％。
无机粘合剂为含铅玻璃料，含铅玻璃料的软化点温度为450～650℃，其包含以下质量百分含量的原料：PbO 57％、SiO2 15％、Al2O3 7％、CuO 15％和MnO26％。
含铅玻璃料的D50为3～5μm。
有机载体包括乙基纤维素和有机溶剂的混合溶液，其中乙基纤维素和有机溶剂的质量份配比为1：10。
有机溶剂由以下质量百分含量的原料组成：松油醇60％、丁基卡必醇20％、丁基卡必醇醋酸酯15％和丙二醇丁醚5％。
有机载体通过以下方法制备获得：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯和丙二醇丁醚中，采用微波加热至120℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体。
添加剂为无机添加剂，无机添加剂为Al2O3、Bi2O3、PbO和Sb2O5(质量份配比为1:1:1:1)的混合物。
该PERC晶体硅太阳能电池的背面银浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无机粘合剂：选取无机粘合剂的各原料，混匀后在真空箱120℃烘1h，调节温度为1250℃熔炼4h，去离子水淬后烘干，再经球磨36h，烘干后过筛，得到粒径在1～3μm之间的无机粘合剂；
(2)制备有机载体：将乙基纤维素加入到有机溶剂松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯以及丙二醇丁醚的混合液中，并通过微波加热至120℃，边加热边搅拌至乙基纤维素完全溶解后得到有机载体，冷却至室温后使用，乙基纤维素和有机溶剂的重量比为1：10；
(3)选取导电金属、无机粘合剂、有机载体和添加剂倒入机械混料机中混合机械，混匀后再经预分散处理，混料温度保持在室温，得糊状物待用；
(4)将预分散的糊状物用三辊轧机松轧一遍，再逐步紧轧制3遍，最后紧轧2遍得到背银浆料。
上面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以上具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。