一种用于太阳能电池的导电浆料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种用于太阳能电池的导电浆料及制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前的晶体硅太阳能电池由η型或p型硅制造而成。η型硅片通常载流子寿命较长， 电池效率可以做得更高，同时光致衰减小，电池的总发电量也高。就P型晶体硅太阳能电池 来讲，由于烧穿正面银浆和背场铝浆的应用，导致硅片电池工艺简单，成本较低，所以P型晶 体硅太阳能电池是当前的主流产品，目前主流的P型硅太阳能电池效率已经可以稳定在 19%以上，但要想在不改变电池结构和金属化工艺的情况下进一步提高效率已非常困难。
[0003] 目前，以丝网印刷方法生产的常规N型单晶硅太阳能电池的平均光电转换效率可 达20.5%以上，与常规P型单晶硅太阳能电池19%的转换效率相比有一定的优势，尽管目前 N型硅太阳能电池的制造成本要高于P型硅太阳能电池，但P型太阳能电池一般在使用后输 出功率的衰减率会达到15 %以上，存在光致衰减的问题，用N型硅代替P型硅制备太阳能电 池，不仅可提高单晶硅太阳能电池的转换效率，而且也大大降低了电池的输出功率衰减率， 若能进一步减小生产成本，η型硅太阳能电池发展具有光明的前景。
[0004] 目前的η型晶体硅太阳能电池一般用烧穿银浆技术，分别在P-型硅或η-型硅上形 成电结触。特别是银浆在P-型硅上可形成电接触时，一般需要在银浆中要加如铝粉来减小 接触电阻，例如美国专利US2013/0061919和US2012/0031484,都详细叙述了银浆中的铝粉 的含量比例，铝的含量至少大于1 %，但铝的加入会增加烧结后银电极的电阻率，从而增加 太阳能电池的串阻，减小电池的效率。同时，由于铝粉的加入，在高温烧结条件下，铝的快速 扩散又会伤害电池的PN结，特别是铝粉所产生的铝"spiking"，可导致太阳电池的开路电压 和并联电阻减小，从而减小电池的转化效率。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0006] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于太阳能电池的导电 浆料，该导电浆料包括以下重量百分比的各组分:银粉80-90 %，无机玻璃粉0.1 -10 %，有机 载体1-15%，有机添加剂0.1-10%，铝粉0.0-0.2%。
[0007] 优选的是，所述导电浆料用于η-型硅双面太阳能电池或全背电极IBC太阳能电池 的制备，并且导电浆料烧结后与P+扩散层形成电接触。
[0008] 优选的是，所述导电浆料还包括:功能性添加剂，其在导电浆料中的重量百分比为 0.05-5%。
[0009] 优选的是，所述导电浆料包括以下重量百分比的各组分：银粉87%，无机玻璃粉 3%，有机载体含量为8%，有机添加剂1.5%，，功能性添加剂0.5%。
[0010] 优选的是，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比计包括:5~50%氧化铅，2~15% 氧化娃，3~20 %氧化硼，5~50 %氧化祕，10~50 %氧化蹄，1~20 %氧化错，0.05~20 %氧 化锶，0.05~5 %氧化钠，0.5~10%氧化锂，0.05~5 %氧化镁，0.05~5%氧化钨，0.05~ 9%氧化锰，1~20%氧化锌，0.05~5%氟化钠，0.01~5%氟化铝，0.01~50%氟化铅。
[0011] 优选的是，所述有机添加剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、 甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙 基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油中的一种或几种的混合。
[0012] 优选的是，所述有机载体的成分按重量百分比计包括:改性淀粉衍生物10~15%， 有机溶剂55~85%，分散剂1~5%，粘度调节剂5~10%。
[0013] 优选的是，所述有机溶剂为二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、松油醇、 N，N-二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合;所述分散剂为1 -乙基-3-甲基氯化咪唑、1 -丁 基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的 一种;采用离子液体作为分散剂，其能够有效防止铝导电浆料中各种粒子的团聚，使各组分 均匀分散于浆料中。
[0014] 本发明还提供一种制备上述的用于太阳能电池的导电浆料的方法，所述方法包 括:将改性淀粉衍生物、分散剂和粘度调节剂加入有机溶剂中，搅拌混匀，然后加入银粉、无 机玻璃粉、有机添加剂、铝粉，搅拌均匀，再经过三辊研磨机研磨，使研磨后浆料的细度小于 20um，调节衆料粘度至130~300Pa. s，即得到导电衆料。
[0015] 优选的是，所述改性淀粉衍生物的制备方法为:按重量份，取2~8份羟丙基淀粉醚 加入80~100份离子液体中，于8~100°C温度下搅拌1~2小时，然后加入2~3份三乙胺，并 0.1~0.5份/min的滴加速递将5~15份的苯甲酰氯加入，在80~100°C的条件下以300~ 500r/min搅拌反应8~10小时，得反应混合物;将反应混合物冷却至室温后，加入反应混合 物3倍体积的乙醇混合，过滤，固体物用体积百分比浓度为95 %的乙醇水溶液洗涤3次后，干 燥，即制得改性淀粉衍生物;所述离子液体为卜乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化 咪唑、1 -正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。
[0016] 本发明中，所述银粉的颗粒是球形的，颗粒的大小D50为1.5~2.5微米。
[0017] 本发明中，所述导电银浆中含有不大于0.2%的铝粉或不含铝粉，所述铝粉为纯铝 粉或铝合金粉，铝合金粉为铝硅合金粉，铝镁硅合金粉，铝锌合金粉，纳米铝颗粒、纳米铝合 金颗粒，铝粉或铝合金粉的颗粒大小(D50)为1~12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
[0018] 在本发明中，所述玻璃粉的制备方法采用本领域技术人员常用的玻璃粉的制备方 法，例如采用混合机将各组成玻璃粉的氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚或白金坩埚中， 并置于高温炉中。将高温炉炉内升温至550°C，保温0.5h，再升温至1250Γ，保温2-4小时，水 淬过滤得到玻璃颗粒，将玻璃颗粒装入球磨罐，用氧化锆球湿磨，过滤后烘干，得到玻璃粉。
[0019] 本发明中有机载体的作用为金属粉体和起粘结作用的玻璃粉(或氧化物）的运载 体，起着调节浆料粘度，控制浆料的流变性的作用。并使固态的各种粉体混合物分散成具有 流体特性的浆料，以便于通过丝网印刷机高速、高精度地印刷到基体上，形成所需要的线 条。本发明中有机载体为改性淀粉衍生物、分散剂、粘度调节剂和有机溶剂，其中改性淀粉 衍生物具有优良的增稠作用，并且其在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜，烧结后膜层无裂 缝出现，在高温下能够热分解逸出而无残留灰分。
[0020] 在本发明中，所述改性淀粉衍生物由有机树脂替代，其中有机树脂为乙基纤维素、 硝基纤维素、酚醛树脂，中的一种或几种的混合;分散剂为离子型的分散剂或非离子型的分 散剂，具体为邻苯二甲酸二乙酯、司班80、十六醇、BYK-2155，BYK-Ill，BYK-430，BYK-410中 的一种。
[0021] 在本发明中，所述粘度调节剂为松节油、乙二醇丁醚、邻苯二甲酸