太阳能电池背银浆料及其制备方法、太阳能电池及其制备方法_2

文档序号:8362724阅读:来源:国知局
600°C,玻璃粉的流动性 较大,形成的玻璃层较厚,不利于导通;若软化点高于700°C,玻璃液熔化较晚,玻璃液对硅 电极的浸润性较差,导致粘附强度较低。
[0018] 如前所述,本发明采用的高软化点玻璃粉由于其较高的凝固温度,可使重结晶出 的银晶较细小、数量较多均匀地分散在玻璃相中。作为本发明的一种优选实施方式,所述 玻璃粉为含铅玻璃粉。具体地,在后续电极烧结过程中,当温度高于玻璃软化点温度时,玻 璃粉软化熔融,由于玻璃粉的密度较之银的更大,玻璃将下沉到银电极之下与硅电极接触, 玻璃中的氧化铅会与硅反应生成铅单质,铅会与银在304°c形成银-铅共熔体,在冷却过程 中,银与铅根据相图开始分相,重结晶的银颗粒分布在硅表面,因此玻璃粉中铅的存在可增 大银的溶解,即便在较低的烧结温度下也可由较多的银溶解量,还可以实现较低的烧结制 度(烧结制度是无机陶瓷烧结领域的专业术语,指一个完整的烧结过程,其包括升温、保温 和降温的过程)。以上可以使烧结得到的背银电极有较好的焊接性能,与硅电极形成良好的 欧姆接触。
[0019] 发明人通过进一步的对比实验发现,以玻璃粉的总重量为基准,铅含量最佳比例 为30_65wt%。具体地,若玻璃相中铅含量低于30wt%,铅对银的助溶性降低,玻璃相中银 的溶解量减少;若玻璃相中铅含量高于65wt%,由于高铅玻璃对硅的腐蚀性极强,容易烧穿 p-n结,导致电池性能降低。
[0020] 具体地,本发明中,所述玻璃粉可直接采用本领域中含有铅的各种玻璃粉,本发明 没有特殊限定,例如可以选用510 2、8203、2110、81203、¥ 205、碱金属化合物中的至少一种和?130 作为玻璃的主体成分。作为本发明的一种优选实施方式,所述玻璃粉为娃酸铅玻璃粉或硼 硅酸铅玻璃粉。所述玻璃粉可以自制,也可以商购得到。
[0021] 本发明所述的有机组分包括粘结剂、有机溶剂,以所述太阳能电池背银浆料的总 重量为基准,粘结剂含量为10-15%,溶剂含量为20-40%。所述粘结剂可以选自乙基纤维素、 硝酸纤维素、醇酸树脂、(甲基)丙烯酸树脂中的一种或多种。所述有机溶剂可以选自松油 醇、二乙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、柠檬酸三丁酯、二乙二醇单丁醚醋酸酯、正 丁酯、丁基卡必醇、十二酯醇等中的一种或多种。所述有机载体可以商购,也可以自制,例如 可以将粘结剂添加至上述有机溶剂中,在5(T70°C下使其充分溶解并搅拌均匀,即得所述有 机载体。
[0022] 进一步,本发明提供了所述太阳能电池背银浆料的制备方法,包括先将玻璃粉分 散于有机载体中,然后将第一银粉和第二银粉分批次加入,研磨至浆料细度小于15 μ m,得 到所述太阳能电池背银浆料。
[0023] 具体地,可将按比例称量好的有机载体先置于高速分散机的不锈钢罐中,在搅拌 的同时加入所述玻璃粉,搅匀;然后分批次加入第一银粉、第二银粉,每批次加入后先搅匀, 再加下一批次;全部加完后,高速搅匀;再用三辊研磨机进行多次研磨至浆料细度15 μ m, 即可得到所述太阳能电池背银浆料。
[0024] 本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:先在硅片背光面依 次印刷背面银浆和背场铝浆,烘干后在硅片向光面印刷正面银浆,入隧道炉烘干并烧结,得 到所述太阳能电池;其中,所述背面银浆为本发明提供的太阳能电池背银浆料。
[0025] 本发明中,所述正面银浆、背场铝浆料均为本领域技术人员常用的各种常规浆料, 本发明没有特殊限定,此处不再赘述。所述硅片可为单晶硅片或多晶硅片,本发明没有特殊 限定。各种浆料的印刷方法也为本领域技术人员所公知,例如可以为丝网印刷,但不局限于 此。
[0026] 如前所述,本发明提供的太阳能电池背面银浆具有较低的烧结温度,具体地,其烧 结的峰值温度为740-780°C。峰值温度下的烧结时间为1-3秒。
[0027] 最后,本发明提供了一种太阳能电池,所述太阳能电池由本发明提供的制备方法 制备得到。
[0028] 本发明提供的太阳能电池,其背面银电极外观良好,电极与光伏焊带的焊接强度 高,具有较低的接触电阻,在大大降低电池制作成本的同时能有效提高光电转换效率。
[0029] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合 实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明,并不用于限定本发明。实施例及对比例所采用原料均通过商购得到,本发明没有特 殊限定。
[0030] 实施例1 (1)将IOg硝酸纤维素加到37g柠檬酸三丁酯中,并于60°C下分散混合均匀,形成清澈 透明的有机载体。向上述有机载体中加入6g硅酸铅玻璃粉(软化点温度为605°C,铅含量 35wt%),然后分批次加入20. 5g粒径为460nm的颗粒银粉、26. 5g粒径为4 μ m的颗粒银粉, 充分混合后用三辊研磨机研磨3次至浆料细度小于15 μ m,得到本实施例的太阳能电池背 银浆料,记为Sl。
[0031] (2)多晶硅片规格为:156X 156mm,厚度为200 μ m(腐蚀前),印刷前厚度为180 μ m。 在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后,先丝网印刷步骤(1)的太阳能电池背银浆 料S1,烘干后在余下背光面部分丝网印刷背场铝浆(台湾硕禾科技108C铝浆)并烘干,然 后丝网印刷正面银浆(Dupont公司,17F银浆),入链带烧结炉中进行烧结,烧结峰值温度为 780°C,峰值温度下烧结时间为2秒,得到本实施例的太阳能电池,记为S10。
[0032] 实施例2 (1)将14. 2g乙基纤维素加到33g松油醇中,并于60°C下分散混合均匀,形成清澈透 明有机载体。向上述有机载体加入I. 8g硼硅酸铅玻璃粉(软化点温度为685°C,铅含量 63wt%),然后分批次加入24. 6g粒径为130nm的颗粒银粉、26. 4g粒径为8. 51 μ m的片状银 粉,充分混合后用三辊研磨机研磨3次后,至浆料细度小于15 μ m,得到本实施例的太阳能 电池背银浆料,记为S2。
[0033] 多晶硅片规格为:156 X 156mm,厚度为200 μ m (腐蚀前),印刷前厚度为180 μ m。 在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后,先丝网印刷步骤(1)的太阳能电池背银浆 料S2,烘干后在余下背光面部分丝网印刷背场铝浆(台湾硕禾科技108C铝浆)并烘干,然 后丝网印刷正面银浆(Dupont公司,17F银浆),入链带烧结炉中进行烧结,烧结峰值温度为 740°C,峰值温度下烧结时间为3秒,得到本实施例的太阳能电池,记为S20。
[0034] 实施例3 (1)将15g醇酸树脂加到25g二乙二醇丁醚中,并于70°C下分散混合均匀,形成清澈 透明有机载体。向上述有机载体加入9g硼硅酸铅玻璃粉(软化点温度为650°C,铅含量 49wt%),然后分批次加入22g粒径为320nm的片状银粉、29g粒径为1. 12 μ m的颗粒银粉, 充分混合后用三辊研磨机研磨3次至浆料细度小于15 μ m,得到本实施例的太阳能电池背 银浆料,记为S3。
[0035] (2)多晶硅片规格为:156X 156mm,厚度为200 μ m(腐蚀前),印刷前厚度为180 μ m。 在将硅片制绒、制PN结、镀氮化硅减反射膜后,先丝网印刷步骤(1)的太阳能电池背银浆 料S3,烘干后在余下背光面部分丝网印刷背场铝浆(台湾硕禾科技108C铝浆)并烘干,然 后丝网印刷正面银浆(Dupont公司,17F银浆),入链带烧结炉中进行烧结,烧结峰值温度为 760°C,峰值温度下烧结时间为2秒,得到本实施例的太阳能电池,记为S30。
[0036] 实施例4 (1)将13g丙烯酸树脂加到8g松油醇、IOg二乙二醇丁醚、IIg柠檬酸三丁酯的混合溶 液中,并于70°C下分散混合均匀,形成清澈
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