一种太阳能电池背电极用银粉、银浆和太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背电极用银粉、太阳 能电池背电极用银浆和一种太阳能电池。
【背景技术】
[0002] 太阳能是一种绿色能源，因其无污染、取之不竭、不受地域资源限制等优点而越来 越受到人们的重视，所以太阳能电池应运而生。太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能 的半导体器件，在光照的条件下太阳能电池会产生电流，通过栅线和电极将电收集起来并 传输出去。太阳能电池背面电极及栅线都是由导电银浆通过高精度印刷后烧结支撑的。
[0003] 目前，常用的太阳能电池用背面银浆主要含有银粉、玻璃粉和有机载体，其中银粉 的性能尤为重要。银浆的好坏、导电银浆成膜后的导电率和致密性等关键技术指标都是由 银粉的性能决定。目前关于银粉的制备方法有不少报道，主要的方法有喷雾热解法、电解 法、微波法、等离子体法、机械化学合成法、化学还原法等。其中化学还原法因其实验设备简 单、操作方便、成本低、节能等优点成为目前制备银粉的主要方法，其主要是采用还原剂在 水溶液中还原硝酸银，经固液分离后洗涤、干燥、球磨过筛，得到银粉。但化学还原法过程中 引入助剂种类较多，后续球磨过程中还会引入球磨介质杂质，导致银粉中杂质含量较高，且 银粉粒度分布不均，易团聚，使得该方法制备得到的银粉产品批次重复性非常低。
【发明内容】
[0004] 本发明解决了现有技术中存在的银粉中杂质含量较高、易团聚使得产品批次重复 性低的技术问题。
[0005] 本发明提供了一种太阳能电池背电极用银粉，制备所述太阳能电池背电极用银粉 的步骤包括： S10、往硝酸银溶液中加入氨水，形成银氨溶液； S20、往银氨溶液中加入水溶性锌盐和铵盐，然后加入还原剂，反应后得到混合体系，过 滤后得到沉淀； S30、将沉淀洗涤、干燥，得到所述太阳能电池背电极用银粉。
[0006] 本发明还提供了一种太阳能电池背电极用银浆，所述太阳能电池背电极用银浆中 含有银粉、玻璃粉和有机载体；所述银粉为本发明提供的太阳能电池背电极用银粉。
[0007] 最后，本发明提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池的制备步骤包括：在硅片的 背面依次印刷背面银浆和背场铝浆料，烘干后在硅片整片印刷正面银浆，入隧道炉烧结后 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电极用银浆。
[0008] 本发明提供的太阳能电池背电极用银粉，其通过银镜反应制备得到，即银前驱物 为银氨溶液，同时通过在银氨溶液中引入水溶性锌盐和铵盐，其一方面可以加快银镜反应 的速率，在生产的银粉未发生团聚之前已完成反应，保证得到粒径分布均匀、振实密度合适 的银粉产品；另一方面，加入的锌元素在后续制备银浆时采用的玻璃粉中会引入，而铵根离 子转化为气体溢出，不会往银粉以及银浆中引入杂质，能有效提高银粉产品的纯度，保证其 高批次重复性。采用该银粉的太阳能电池背电极用银浆具有较宽的高温烧结区域，能有效 提高太阳能电池的光电转化效率。
【具体实施方式】
[0009] 本发明提供了一种太阳能电池背电极用银粉，制备所述太阳能电池背电极用银粉 的步骤包括： S10、往硝酸银溶液中加入氨水，形成银氨溶液； S20、往银氨溶液中加入水溶性锌盐和铵盐，然后加入还原剂，反应后得到混合体系，过 滤后得到沉淀； S30、将沉淀洗涤、干燥，得到所述太阳能电池背电极用银粉。
[0010] 本发明提供的太阳能电池背电极用银粉，其通过银镜反应制备得到，即银前驱物 为银氨溶液，同时通过在银氨溶液中引入水溶性锌盐和铵盐，其一方面可以加快银镜反应 的速率，在生产的银粉未发生团聚之前已完成反应，保证得到粒径分布均匀、振实密度合适 的银粉产品；另一方面，加入的锌元素在后续制备银浆时采用的玻璃粉中会引入，而铵根离 子转化为气体溢出，不会在银粉以及银浆中引入杂质离子，能有效提高银粉产品的纯度，保 证其高批次重复性。
[0011] 具体地，本发明中，所述银粉是通过将银氨溶液还原制备得到，与现有技术中直接 采用还原剂将硝酸银还原方法不同，一方面，银氨溶液中银离子分散更均匀，另一方面，银 氨溶液的还原反应比硝酸银的还原反应速率更快，银粉沉积速度快，同时本发明中还通过 加入水溶性锌盐和铵盐进一步加快其反应速率，使得银粉的生成速率更快，因此可有效防 止现有技术中银粉缓慢生成过程中的团聚现象发生，从而制备得到粒径均匀、振实密度适 中的银粉。
[0012] 具体地，本发明中，所述银氨溶液是通过往硝酸银溶液中加氨水得到。本发明的发 明人发现，本发明中所述银氨溶液在制备时，只能采用氨水作为配合剂，当选用其他碱时， 会在体系中引入其它杂质离子，难以保证银粉的纯度，同时其它碱的碱性太强也会导致反 应速率不易控制。为保证后续银镜反应的顺利进行，优选情况下，所述氨水的用量为使所述 银氨溶液的PH值为9~10即可。所述氨水可采用25~28wt%的氨水，但不局限于此。
[0013] 本发明中，所述硝酸银溶液可直接采用商购产品，也可以通过将银单质溶解于硝 酸中制备得到，本发明没有特殊限定。优选情况下，所述硝酸银溶液的浓度为5(T100 g/L。
[0014] 如前所述，本发明中往银氨溶液中加入水溶性锌盐和铵盐，能有效加快银镜反应 的速率。所述水溶性锌盐可采用现有技术中常见的各种水溶性锌盐。为防止引入杂质，优 选情况下，所述水溶性锌盐与铵盐中含有的阴离子与硝酸银溶液中采用相同的阴离子（即 硝酸根离子)。因此，本发明中，所述水溶性锌盐优选采用硝酸锌，铵盐优选采用硝酸铵。
[0015] 发明人发现，相对于100重量份的硝酸银，当硝酸锌与硝酸铵的总用量低于5重 量份时，其对银镜反应速率的提高并不明显；而当硝酸锌与硝酸铵的总用量高于10重量 份时，会导致银镜反应速率过快，使得银粉的粒径调整处于饱和状态，不易得到小粒径的 银粉。因此，优选情况下，步骤S20中，硝酸锌与硝酸铵的总重量与硝酸银的重量比例为 (5~10) :100。同时，发明人发现，当硝酸锌与硝酸铵的总重量与硝酸银的重量比例满足 (5~10) :100时，硝酸锌与硝酸铵的用量越高，对银镜反应速率的提高效果越明显，得到银粉 的质量也越高。进一步地，发明人发现，本发明中当硝酸银、硝酸锌、硝酸铵的重量比为100 : 4 :6时，得到的银粉的粒径分布最佳，且其振实密度最适用于太阳能电池背电极。
[0016] 本发明中，所述还原剂可采用适用于银镜反应的各种还原剂，例如可以采用醛类、 水合肼或抗坏血酸。本发明中，发明人通过进一步地实验发现，当还原剂采用水合肼时，得 到银粉质量更高；因此，本发明中，所述还原剂优选采用水合肼。所述还原剂的用量可根据 银镜反应的化学计量比进行适量选择，一般情况，还原剂的用量会稍微过量，保证反应具有 较高的转化率。优选情况下，硝酸银与还原剂的重量比为100 :(5~9)。
[0017] 本发明中，往含有水溶性锌盐和铵盐的银氨溶液中加入还原剂后，反应体系中出 现浅灰色沉淀物，即银氨溶液中的银离子被还原得到银颗粒，得到混合体系。将混合体系过 滤并保留沉淀，然后即可对沉淀进行洗涤、干燥。本发明中，所述洗涤、干燥的步骤包括先水 洗，然后醇酸洗涤，最后烘干。其中，水洗的目的是洗掉银颗粒表面的未反应的盐，醇酸洗 涤的目的是洗掉银颗粒表面的氨水，便于后续干燥。水洗的次数优选为2次以上，但不局 限于此。优选情况下，所述醇酸采用含有乙醇和盐酸的混合溶液，其中乙醇与HCl的质量比 为（50-80):1。醇酸洗涤后即可将沉淀转入烘箱中进行干燥。优选情况下，干燥的温度为 9(T120°C。干燥完成后，即得到所述太阳能电池背电极用银粉。本发明提供的太阳能电池 背电极用银粉，其振实密度为1~2. 4g/mL，粒度为2~3. 8 μ m ;且该银粉中杂质含量低，批次 重复性高，适用于制作太阳能电池背电极用银浆。
[0018] 因此，本发明进一步提供了一种太阳能电池背电极用银浆，所述太阳能