本发明涉及晶硅太阳能电池
技术领域：
，尤其涉及一种电极银浆、制备方法及n型晶硅太阳能电池。
背景技术：
：目前晶硅太阳能电池市场主流为p型，而n型晶硅相对于p型晶硅太阳能电池具有少子寿命长，无光致衰减等优点，n型晶硅太阳能电池根据pn结的结构不同又可分为铝发射极，硼发射极和异质结电池，硼扩散质制结需要高温，异质结则完全采用新工艺，与现在主流的p型电池工艺不匹配。铝推进制结n型晶硅电池工艺目前仍采用p型晶硅电池背银制作背电极，由于铝推进制结过程中背银的影响，电池片漏电非常严重，低效片比例很高。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种电极银浆，其限定了球形银粉和片状银粉的粉粒径分布和比表面积，再将包括以下元素的氧化物：pb、si、cu、mn、b和ti，和/或碱金属元素，和/或碱土金属元素的玻璃粉配合。本发明还提出一种电极银浆的制备方法，其通过步骤(1)-(3)制备出电极银浆。本发明还提出一种n型晶硅太阳能电池，其在硅片背面印背铝电极和本方案的刷背银电极。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种电极银浆，按重量百分比，包括：球形银粉、片状银粉、玻璃粉和粘合剂；所述球形银粉粒径分布d10为0.5-1.5μm，d50为1.0-2.0μm，d90为2.0-3.0μm；比表面积1.0-2.0m2/g；所述片状银粉粒径分布d10为2.0-4.0μm，d50为5.0-8.0μm，d90为10.0-15.0μm；比表面积0.5-0.8m2/g；所述玻璃粉包括以下元素的氧化物：pb、si、cu、mn、b和ti，和/或碱金属元素，和/或碱土金属元素。优选地，所述玻璃粉，按质量百分比，包括以下元素的氧化物：30-50％的pb、5-20％的si、10-30％的cu、5-15％的mn、2-10％的b、3-10％的ti，和0-3％的碱金属元素，和0-3％的碱土金属元素。优选地，所述玻璃粉，按质量百分比，包括：30-50％的pb、5-20％的si、10-30％的cu、5-15％的mn、2-10％的b、3-10％的ti，和0.5-3％的碱金属元素的氧化物，和0.5-3％的碱土金属元素的氧化物；所述碱金属元素为li、na和k三者中的至少一种；所述碱土金属元素为mg、ba和ga三者中的至少一种。优选地，所述玻璃粉，所述玻璃粉的粒度d50为2.0-3.0μm。优选地，所述粘合剂包括：树脂、分散剂、触变剂和溶剂；所述树脂包括：丙烯酸树脂、乙基纤维素、松香树脂和聚氨酯中的至少一种。优选地，按重量百分比，包括：40-55％的球形银粉、5-15％的片状银粉、1.5-2.5％的玻璃粉和35-50％的粘合剂。优选地，所述玻璃粉的制备方法为，按比例称取组分，使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内熔炼，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到玻璃粉。一种电极银浆的制备方法，包括：以下步骤：(1)按上述的电极银浆，称取球形银粉、片状银粉、玻璃粉和粘合剂，混合；搅拌至混合物料均匀；(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用滤布对浆料进行过滤。优选地，步骤(3)中，采用滤布对浆料进行过滤。一种n型晶硅太阳能电池，在硅片背面印刷背银电极和背铝电极；所述背银电极由上述的电极银浆制备而成。本发明的有益效果：本发明能通过改变背银浆料中银粉形貌，并配比和玻璃粉的组分，以改善漏电问题，从而提高了电池效率和良品率，使方案制作的电池片其漏电流与常规p型片相当，减少了现有技术中铝推进制结过程中背银的影响，解决了电池片漏电非常严重的问题。同时，本方案能针对铝推进制结n型晶硅电池的背电极银浆，能与现有电池生产工艺完全匹配，生产成本低。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。一种电极银浆，按重量百分比，包括：球形银粉、片状银粉、玻璃粉和粘合剂；所述球形银粉粒径分布d10为0.5-1.5μm，d50为1.0-2.0μm，d90为2.0-3.0μm；比表面积1.0-2.0m2/g；所述片状银粉粒径分布d10为2.0-4.0μm，d50为5.0-8.0μm，d90为10.0-15.0μm；比表面积0.5-0.8m2/g；本方案使用的是大片状银粉，其有利于烧结过程中阻隔铝浆向硅片的扩散，使得银铝搭接区域漏电减少，能够显著降低漏电流，且焊接拉力保持稳定。所述玻璃粉包括以下元素的氧化物：pb、si、cu、mn、b和ti，和/或碱金属元素，和/或碱土金属元素。玻璃粉中含有一定量的碱金属和/或碱土金属，玻璃粉在烧结过程中液化与片状银粉结合形成一层阻隔层，使得银铝搭接区域漏电进一步减少，使最终产品与常规p型电池有相同水平的漏电情况。本发明能通过改变背银浆料中银粉形貌，并配比和玻璃粉的组分，以改善漏电问题，从而提高了电池效率和良品率，使方案制作的电池片其漏电流与常规p型片相当，减少了现有技术中铝推进制结过程中背银的影响，解决了电池片漏电非常严重的问题。同时，本方案能针对铝推进制结n型晶硅电池的背电极银浆，能与现有电池生产工艺完全匹配，生产成本低。本方案将球形银粉和片状银粉的粒径分布和比表面积综合限定，再配合以氧化物pb、si、cu、mn、b和ti为主的玻璃粉，降低了反向电流，产品的漏电小。本方案中的pb-si-cu-mn-b-ti体系，能通过配合碱金属元素的氧化物和碱土金属元素，能提高产品的抗漏电性和剥离力，同时还能为pb-si-cu-mn-b-ti体系提供助熔效果。优选地，所述玻璃粉，按质量百分比，包括以下元素的氧化物：30-50％的pb、5-20％的si、10-30％的cu、5-15％的mn、2-10％的b、3-10％的ti，和0-3％的碱金属元素，和0-3％的碱土金属元素。优选地，所述玻璃粉，按质量百分比，包括：30-50％的pb、5-20％的si、10-30％的cu、5-15％的mn、2-10％的b、3-10％的ti，和0.5-3％的碱金属元素的氧化物，和0.5-3％的碱土金属元素的氧化物；所述碱金属元素为li、na和k三者中的至少一种；所述碱土金属元素为mg、ba和ga三者中的至少一种。优选地，所述玻璃粉，所述玻璃粉的粒度d50为2.0-3.0μm。本方案中，玻璃粉的粒度可为其他粒径，如1.0-10.0μm，或1-20.0μm不等；而优选地，玻璃粉的粒度d50为2.0-3.0μm，即中位径的粒度为2.0-3.0μm，在此范围下，反向电流更低，性能最佳。优选地，所述粘合剂包括：树脂、分散剂、触变剂和溶剂；所述树脂包括：丙烯酸树脂、乙基纤维素、松香树脂和聚氨酯中的至少一种。粘合剂可为公知的粘合剂；而优选地，粘合剂的制度步骤可为，按比例称取树脂、溶剂、分散剂和触变剂，并混合，在60-80℃水浴或油浴加热，搅拌桨搅拌溶解1-4小时，至物料完全混溶，得到澄清透明或半透明，或乳浊的有机粘合剂。优选地，按重量百分比，包括：40-55％的球形银粉、5-15％的片状银粉、1.5-2.5％的玻璃粉和35-50％的粘合剂。优选地，所述玻璃粉的制备方法为，按比例称取组分，使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内熔炼，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到玻璃粉。一种电极银浆的制备方法，包括：以下步骤：(1)按上述的电极银浆，称取球形银粉、片状银粉、玻璃粉和粘合剂，混合；搅拌至混合物料均匀；(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用滤布对浆料进行过滤。优选地，采用滤布对浆料进行过滤。一种n型晶硅太阳能电池，在硅片背面印刷背银电极和背铝电极；所述背银电极由上述的电极银浆制备而成。n型晶硅太阳能电池为公知的电池结构，而本n型晶硅太阳能电池优选使用以本方案制备的电极银浆所制备的背银电极搭配背铝电极，达到改善漏电问题，使用本专利技术制作的电池片其漏电流与常规p型片相当。性能测试：1、反向电流：采用n型单晶硅片进行验证实验，在硅片背面印刷分段的各实施例的背银和背铝电极，模拟背银和背铝的搭接，烘干后烧结，烧结采用ct烧结炉，峰值温度760-780℃；用万用表测量两段电极之间的电阻，测量电阻值越大说明漏电越小。2、剥离强度：使用剥离强度试验机对n型单晶硅片进行拉力测试，用0.25mm厚*0.9mm宽的镀铅锡铜带(光伏焊带)焊接背银电极，将夹具夹住硅片，反向180°剥离焊带，测试硅片的剥离强度。实施例a：按表1称取下列配比的原材料，pb2o3、sio2、cuo、mno2、b2o3、tio2，以及li2o和mgo；使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内1000℃熔炼2小时，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到的玻璃粉。制备方法，包括：以下步骤：(1)称取48％的球形银粉、12％的片状银粉、2.0％的玻璃粉和38％的粘合剂(市面上的常规粘合剂)，混合成不同实施例；搅拌至混合物料均匀；其中，球形银粉粒径分布d10为1.0μm，d50为1.5μm，d90为2.5μm；球形银粉的比表面积1.5m2/g；片状银粉粒径分布d10为3.0μm，d50为7.0μm，d90为12.0μm；片状银粉的比表面积0.6m2/g。玻璃粉的粒度不作限制。(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用400目滤布对浆料进行过滤，获得电极银浆。表1-实施例a的组分将实施例a1-a9制备出的电极银浆进行性能测试，具体如表2。说明：1、由实施例a1-a8可知，实施例a1-a7中，虽然pb2o3、sio2、cuo、mno2、b2o3、tio2、li2o和mgo都在较优的配比中，但由于该实施例缺少了sio2、cuo、mno2、b2o3、tio2、li2o和mgo中的任意一中，性能并不佳。正如实施例a1-a5中，由于缺少了pb-si-cu-mn-b-ti体系中si、cu、mn、b、ti的任意一项，各个对应的实施例在反向电池不足够；而实施例a8具有pb-si-cu-mn-b-ti体系，并在pb-si-cu-mn-b-ti体系中加入以li2o为主的碱金属元素和以mgo为主的碱土金属元素，大幅度地减少了反向电流的值，以及提高了剥离强度，其反向电流为最低的0.43a，剥离强度为最高的5n；表明了最终产品的漏电最小，剥离强度最大。同时现有技术中，p型电池反向电流正常情况下在0.2-0.5a之间，而实施例a8的反向电流为0.43，说明了本方案的n型晶硅的电极银浆制备的产品亦能达到p型电池的水平，解决了电池的漏电问题。2、由实施例a6-a8可知，实施例a6仅使用了mgo，而并没有使用li2o；在pb-si-cu-mn-b-ti体系由于缺少了碱金属元素，其反向电流和剥离强度都下降了，反向电流仅为0.50a，剥离强度为4.7n；而实施例a7仅使用了li2o，而并没有使用mgo；在pb-si-cu-mn-b-ti体系由于缺少了碱土金属元素，同样地，其反向电流和剥离强度都下降了，反向电流仅为0.49a，剥离强度为4.8n；而实施例a8则同时使用了li2o和mgo，同时优化了pb-si-cu-mn-b-ti体系，使产品有最佳的反向电流0.43a，最佳的剥离强度5.0n。实施例b：按实施例a8称取原材料，pb2o3、sio2、cuo、mno2、b2o3、tio2，以及li2o和mgo；使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内1000℃熔炼2小时，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到玻璃粉。制备方法，包括：以下步骤：(1)称取48％的球形银粉、12％的片状银粉、2.0％的玻璃粉和38％的粘合剂(市面上的常规粘合剂)，混合成不同实施例；搅拌至混合物料均匀；其中，球形银粉和片状银粉的选择指标如表3所示；其中，球形银粉粒径分布d10为1.0μm，d50为1.5μm，d90为2.5μm；片状银粉粒径分布d10为3.0μm，d50为7.0μm，d90为12.0μm。玻璃粉的粒度不作限制。(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用400目滤布对浆料进行过滤，获得不同实施例的电极银浆。表3-银粉的选择将实施例b1-b10制备出的电极银浆进行性能测试，具体如表4。表4-实施例b的性能测试说明：由实施例b1-b10可知，各实施例的并未同时满足如下要求：a球形银粉的比表面积1.0-2.0m2/g；b片状银粉的比表面积0.5-0.8m2/g；由于该参数为球形银粉和片状银粉基于相互之间粒径配合所产生的最佳颗粒分布效果，以影响电极银浆烧结后的性能；而上述的实施例中，球形银粉和片状银粉在参数方面控制的任意一数值超出于最佳的范围，导致颗粒在电极银浆分布情况不佳，反向电流不佳；实施例b1的比表面积为0.8m2/g，实施例b5的比表面积为2.2m2/g，两者实施例中的范围不满足球形银粉的比表面积1.0-2.0m2/g，因此，其反向电流不佳，反向电流仅为0.71a和0.61a；在片状银粉的比表面积0.6m2/g的基础上，球状银粉的比表面积1.0-2.0m2/g中有最优的防漏电性，实施例b2的反向电流为0.49a，实施例b3为0.43a，实施例b4为0.45a，该实施例的产品漏电流与常规p型片相当。由实施例b6-b10可知，上述实施例为基于球形银粉的比表面积为1.5m2/g，而实施例b6中片状银粉的比表面积为0.3m2/g，实施例b10的为1.0m2/g，范围都是不满足片状银粉的比表面积0.5-0.8m2/g的要求；因此实施例b6和b10的防漏电性不足，实施例b6的反向电流为0.68a，实施例b10的反向电流为0.59a；而实施例b7-b9，片状银粉的比表面积都符合0.5-0.8m2/g，实施例b7的反向电流可达0.43a，实施例b8的反向电流为0.44a，实施例b9的反向电流为0.46a，该实施例的产品漏电流与常规p型片相当。实施例c：实施例c基于实施例a8，其与实施例a8的区别为：玻璃粉的粒度为d50为2.0-3.0μm；而实施例a8中玻璃粉的粒度不作限制，对实施例c与实施例a8进行反向电流测试，如表5。表5-实施例c与实施例a8的性能对比反向电流(a)实施例a80.43实施例c0.37说明：本方案的实施例c优选2.0-3.0μm，而实施例a8并未对玻璃粉粒度进行限定，当实施例c中对玻璃粉粒度d50限定为2.0-3.0μm后，能提减小反向电流，仅为0.37a，有效地提高防漏电性，性能进一步地比实施例a8的更优。实施例d：称取下列配比的原材料，30％的pb2o3、15％的sio2、25％的cuo、10％的mno2、7％的b2o3、7％的tio2，以及3％的li2o和3％的mgo；使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内1000℃熔炼3小时，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到的玻璃粉。制备方法，包括：以下步骤：(1)称取40％的球形银粉、15％的片状银粉、2.5％的玻璃粉和42.5％的粘合剂(市面上的常规粘合剂)，混合成不同实施例；搅拌至混合物料均匀；其中，球形银粉粒径分布d10为0.5μm，d50为2.0μm，d90为3.0μm；球形银粉的比表面积2.0m2/g；片状银粉粒径分布d10为2.0μm，d50为8.0μm，d90为15.0μm；片状银粉的比表面积0.8m2/g。玻璃粉的粒度d50为2.0μm。(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用300目滤布对浆料进行过滤，获得电极银浆。实施例e：称取下列配比的原材料，50％的pb2o3、5％的sio2、30％的cuo、5％的mno2、4％的b2o3、4％的tio2，1％的na2o和li2o的组合,以及1％的mgo和bao的组合；使用搅拌机混合均匀；将混合组分在马弗炉内1000℃熔炼1.5小时，至玻璃液澄清透明，取出玻璃液淬火，得到熔炼好的玻璃渣；玻璃渣经球磨，烘干，得到的玻璃粉。制备方法，包括：以下步骤：(1)称取55％的球形银粉、5％的片状银粉、1.5％的玻璃粉和38.5％的粘合剂，混合成不同实施例；搅拌至混合物料均匀；(2)将上述物料润湿，使用三辊机对浆料研磨，控制浆料细度<12μm；(3)采用300目滤布对浆料进行过滤，获得电极银浆。其中，球形银粉粒径分布d10为0.5μm，d50为1.0μm，d90为3.0μm；球形银粉的比表面积1.0m2/g；片状银粉粒径分布d10为4.0μm，d50为5.0μm，d90为10.0μm；片状银粉的比表面积0.5m2/g。玻璃粉的粒度d50为3.0μm。本实施例中粘合剂的制备：称取树脂、溶剂、分散剂和触变剂，70℃水浴加热，搅拌桨搅拌溶解3小时，至物料完全混溶，得到有机粘合剂。其中，树脂为聚氨酯；溶剂为丁基卡必醇醋酸酯；分散剂是脂肪族酰胺类分散剂；触变剂是氢化蓖麻油。实施例d和e的性能如表6。表6-实施例d和实施例e的性能测试反向电流(a)剥离强度(n)实施例d0.405.0实施例e0.414.9以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。当前第1页12