太阳能电池正面导电银浆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池导电银浆领域，尤其涉及太阳能电池正面导电银浆及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着常规能源不断被消耗、环境问题日益严重，寻求清洁、高效、可再生的能源越 来越受到人们的重视。太阳能作为一种公认的最清洁的能源，受到广泛重视。
[0003] 太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置。太阳能电池的工作原理 为：当太阳光照射在晶体硅半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用 下，空穴由η区流向p区，电子由p区流向η区，接通电路后就形成电流。在太阳能电池的 制作，必须在电池板正面和背面引入电极，其中，正面电极是由正面银浆通过丝网印刷成特 定图案、然后通过高温烧结而成。丝网印刷形成的印刷图案分为副栅线和主栅线，副栅线用 于收集和引导电流，主栅线用于汇合副栅线电流以及通过焊接汇流带将电流导出装置的作 用。制作太阳能电池正面导电银浆时，一方面，导电银浆性能的稳定性，对其存放及其施工 性能影响较大；另一方面，导电银浆的附着力大小，对太阳能电池在制作时的焊接性能影响 很大。现有的太阳能电池正面导电银衆，由于附着力差，严重影响了太阳能电池的性能和产 品良率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种附着力好的太阳能电池正面导电银衆，旨在解决现有 技术太阳能电池正面导电银浆储存稳定性和施工性能差、以及由于附着力差导致的焊接性 能和焊接强度差，从而造成虚焊、脱焊率，进而导致产品良率低的问题。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种太阳能电池正面导电银浆的制备方法。
[0006] 本发明是这样实现的，一种太阳能电池正面导电银浆，包括银粉、玻璃粉、有机粘 结剂和助剂，所述玻璃粉包括大粒径玻璃粉和小粒径玻璃粉，其中，所述大粒径玻璃粉的中 位径D50为2. 5-5 μ m，所述小粒径玻璃粉的中位径D50为0. 1-1. 5 μ m，以所述太阳能电池 正面导电银浆的总重量为100%计，各组分重量百分含量如下所述：
[0007] 银粉 75-90% 大粒径玻璃粉 0.5-5%; 小粒径玻璃粉 0.01-2%; 有机粘结剂 5-U:%. 助剂 0-5%。
[0008] 以及，一种太阳能电池正面导电银浆的制备方法，包括下述步骤：
[0009] 制备大粒径玻璃粉和小粒径玻璃粉：提供玻璃粉原料，将所述玻璃粉原料分别依 次进行混合、加热、淬冷、粉碎、过筛处理后，分别获得大粒径玻璃粉和小粒径玻璃粉；
[0010] 称取各组分：按上述太阳能电池正面导电银浆的配方称取各组分；
[0011] 制备太阳能电池正面导电银浆：将有机粘结剂和助剂混合，形成混合相；将小粒 径玻璃粉分散到所述混合相中，得到第一混合体系；向所述第一混合体系中添加大粒径玻 璃粉和银粉，进行混匀处理后得到太阳能电池正面导电银浆。
[0012] 本发明提供的太阳能电池正面导电银浆，与传统只使用一种粒径范围的玻璃粉不 同，本发明包含两种不同粒径范围的玻璃粉，从而使得得到的所述太阳能电池正面导电银 浆的附着力得到提升。具体的，将制备得到的太阳能电池正面导电银浆印刷到多晶硅太阳 能电池时，高温烧结处理过程中，随着温度的升高，导电浆料中的所述大粒径玻璃粉和所述 小粒径玻璃粉逐渐熔融。一方面，所述小粒径玻璃粉中位径D50为0. 1-1. 5 μ m，其粒径细小 且质量轻，导致在熔融过程中所述小粒径玻璃粉的重力和周围体系形成的阻力达到平衡。 周围体系形成的阻力，迫使所述小粒径玻璃粉停留在主体内部而不再向栅线主体和多晶硅 太阳能电池片接触面流动。此外，由于熔融的玻璃粉可以对银粉的侵蚀作用较强，本发明 中，熔融的所述小粒径玻璃粉依附在较大颗粒的银粉表面，侵蚀所述银粉，进而协助所述银 粉的烧结。在本发明添加的所述小粒径玻璃粉的协助下，所述银粉能够更好的烧结，进而等 到冷却处理后，能够形成互相贯通、更密实的整体，使得主体之间作用力增强。另一方面，本 发明所述大粒径玻璃粉，由于其颗粒和质量较大，在熔融状态下，其重力大于周围作用力形 成的阻力，因此，所述大粒径玻璃粉能够流动到栅线底部和硅片的接触面处，腐蚀硅表面的 减反射层，并协助所述银粉与下层硅形成银硅合金，冷却形成牢固的接触面，从而使得主栅 线焊接时，附着力显著提高。
[0013] 本发明提供的太阳能电池正面导电银浆，经过印刷、烧结成型后具有较小的遮光 面积和很好的导电性能，同时具有很强的附着力，从而保证了太阳能电池制备过程中具有 良好的焊接性能和焊接强度，降低虚焊、脱焊率，减少太阳能电池工作时电极脱落、失效的 几率。此外，本发明提供的太阳能电池正面导电银浆具有较好的储存稳定性和施工性能。
[0014] 本发明提供的一种太阳能电池正面导电银浆的制备方法，制备方法简单，操作可 控，易于实现产业化。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本发明要解决的技术问题、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。
[0016] 本发明实施例提供了一种太阳能电池正面导电银浆，包括银粉、玻璃粉、有机粘结 剂和助剂，所述玻璃粉包括大粒径玻璃粉和小粒径玻璃粉，其中，所述大粒径玻璃粉的中位 径D50为2. 5-5 μ m，所述小粒径玻璃粉的中位径D50为0· 1-1. 5 μ m，以所述太阳能电池正 面导电银浆的总重量为100%计，各组分重量百分含量如下所述：
[0017]
[0018] 本发明实施例中，所述银粉作为太阳能电池正面导电银浆的主要组分，导电银浆 中的关键性物质，其含量、粒度分布、表面积及其真实密度对导电银浆的性能有很大影响。 具体的，太阳能电池正面导电银浆中所述银粉的粒度分布要求其颗粒不宜过大，颗粒过大 在印刷时容易堵网；颗粒过小，在制备过程中，烧结处理后容易造成收缩过大，从而影响硅 太阳能电池片的性能。有鉴于此，作为优选实施例，所述银粉的中位径D50为0. 5-3 μm， 表面积为0. 2-0. 6m2/g，振实密度为4. 5-6g/cm3。该优选的所述银粉具有粒径分布好、形貌 好、堆积密度高、分散性良好的特点，制作得到的太阳能电池正面导电银浆细度好、粘度易 控制、施工性能良好。
[0019] 本发明实施例中，所述银粉的重量百分含量为75% -90%，作为具体实施例，所述 微米/亚微米级银粉的重量百分含量可为75 %、78 %、80 %、82 %、85 %、88 %、90 %等具体 份数。
[0020] 为了提升导电银浆的附着力，本发明实施例提供的太阳能电池正面导电银浆，采 用包含所述大粒径玻璃粉和所述小粒径玻璃粉的混合玻璃粉代替常规的只有一种粒径范 围的玻璃粉。具体的，所述小粒径玻璃粉的中位径D50为0. 1-1. 5 μ m，所述大粒径玻璃粉的 中位径D50为2. 5-5 μ m。采用同时含有所述大粒径玻璃粉和所述小粒径玻璃粉的混合玻璃 粉制备得到的太阳能电池正面导电银浆在印刷到太阳能电池片正面上时，高温烧结处理过 程中，由导电浆料形成的栅线主体，随着温度的升高，其中的所述大粒径玻璃粉和所述小粒 径玻璃粉逐渐熔融。一方面，由于所述小粒径玻璃粉具有细小的粒径和质量，导致在熔融过 程中由于重力与受到周围体系形成阻力平衡。周围作用力形成的阻力，迫使所述小粒径玻 璃粉停留在主体内部不再向栅线主体和多晶硅太阳能太阳能电池片接触面流动。此外，由 于熔融的玻璃粉可以很好的侵蚀银粉，因此，所述小粒径玻璃粉开始依附在较大颗粒的银 粉的表面，开始侵蚀所述银粉表面进而协助所述银粉的烧结，所述银粉在所述熔融小粒径 玻璃粉的协助下，能够更好的烧结，等到冷却处理后，能够形成互相贯通、更密实的整体，使 得主体之间作用力增强。另一方面，本发明所述大粒径玻璃粉由于颗粒和质量较大，在熔融 状态下，其重力大于周围作用力形成的阻力，因此，所述大粒径玻璃粉能够流动到栅线底部 和硅片的接触面处，腐蚀硅表面的减反射层，并协助所述银粉与下层硅形成银硅合金，冷却 形成牢固的接触面，从而使得主栅线焊接时，附着力显著提高。
[0021 ] 本发明实施例中，所述大粒径玻璃料的重量百分含量为0. 5-5 %，作为具体实施 例，所述大粒径玻璃料的重量百分含量可为〇. 5%、1.0%、2%、3%、4%、5%等具体份数。 所述小粒径玻璃料的重量百分含量为〇. 1-2%，作为具体实施例，所述大粒径玻璃料的重量 百分含量可为〇· 1%、〇· 2%、0· 5%、1· 0%、1· 2%、1· 5%、1· 8%、2%等具体份数。上述优选 的所述大粒径玻璃粉和所述小粒径玻璃粉的含量，