一种晶体硅太阳能电池用混合浆料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光电池电极材料，尤其设及一种晶体娃太阳能电池用混合浆料。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池可W直接将光能转化为电能，是一种可W有效利用太阳能的方式，也 是重要的可再生清洁能源。近十年来，在快速发展的光伏产业中，高效率及低成本一直是两 个主要竞争点，晶体娃作为当前最主要的太阳能电池材料，凭借其电池的高效稳定一直占 据着光伏市场的大部分份额。
[0003] 晶体娃太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装 置。当太阳光照射在晶体娃半导体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，运就是光电效应太阳能电 池的工作原理。晶体娃太阳能电池用浆料是制作光电太阳能电池重要的基础材料。
[0004] CN101651155A中公开了一种娃太阳电池浆料的组成与制备方法，该专利提法W - 种含娃合金粉形成的欧姆接触的娃太阳能电池的侣背场浆料，其组成是侣粉40-70质量％， 单质元素铜粉0.01-5质量％，有机黏合剂20-30质量％，无机黏合剂0.1-15质量％，娃合金粉 0.1-40质量％，总量为100质量％。采用该浆料可W增加合金层厚度，提高欧姆接触，但是该浆 料中，娃合金粉与功能导电粉（即侣粉)之间仅为简单的机械混合，烧结时并不会降低侣粉 的烙融溫度，还可能在背场中引入杂质元素，降低电池的转化效率。另外，该浆料中采用稀 有金属铜粉，使得浆料的成本大大增加。
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种晶体娃太阳能电池用混 合浆料。本发明的混合浆料具有在太阳能电池表面附着力强、电池光电转换效率及导电能 力优良的特点；本发明的混合浆料具有在太阳能电池表面附着力强、电池光电转换效率及 导电能力优良的特点;本发明工艺简单，成本低，具有广阔的应用前景。
[0006] 本发明采用的技术方案如下： 一种晶体娃太阳能电池用混合浆料，按照重量份数计，所述浆料原料组成为:银粉40~ 60份，锋粉5~10份，银包儀合金粉10~20份，憐酸铁裡/碳纳米管复合材料1~5份，玻璃粉1~8 份，硅烷偶联剂0.5~2份，下基卡必醇8-10份，松节油1-5份，卵憐脂1-3份，乙基纤维素0. Ι? ο. 5 份，气相二氧化娃 0.25-1 份。 进一步地，所述银粉为长度为3~7μπι，直径为50~lOOnm的银纳米线;所述锋粉为活性锋 含量在98%W上，直径为^3^11的雾化球形锋粉。
[0007] 进一步地，所述银包儀合金粉为直径为5~祉m的球形颗粒。
[000引进一步地，所述憐酸铁裡/碳纳米管复合材料的制备方法为： (1)先将5~10份碳纳米管超声分散于400~500份乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂 中，形成碳纳米管分散液； (2) 再向碳纳米管分散液中分别加入20~25份碳酸裡、5~10份硝酸铁、5~10份憐酸二氨 裡及10~15份薦糖，加热揽拌形成浆液，冷却至室溫后超声分散10~20min，移入真空干燥箱 中放置15~2化，然后抽真空并加热至50~70°C，直至浆液中的溶剂挥发完全； (3) 将经步骤(2)处理过的复合材料在马弗炉中300~400°C预烧5~化，再在700~800°C下 赔烧5~化，得到所述憐酸铁裡/碳纳米管复合材料。
[0009] 进一步地，所述玻璃粉的组分为Si〇2 15~30份、Bi2〇3 10~20份，B203 10~20份，BaO/ BaC〇3 5~10份，丫-AL2O3 15~25份，ZnO 5~10份。
[0010] 进一步地，所述玻璃粉为质量比为1:1的玻璃粉I和玻璃粉II，玻璃粉I的粒径为5~ 15皿，玻璃粉II的粒径为^如巧。
[0011] 进一步地，所述硅烷偶联剂为K册50、Κ册60或K册02。
[0012] 更进一步地，本发明还提供了所述的晶体娃太阳能电池用混合浆料的制备方法， 所述制备方法为:先将憐酸铁裡/碳纳米管复合材料、硅烷偶联剂、松节油、卵憐脂、乙基纤 维素和气相二氧化娃溶于下基卡必醇中，得到粘稠浆;再将银粉、锋粉、银包儀合金粉和玻 璃粉添加入粘稠浆中，混合均匀，然后用Ξ漉研磨机研磨，得到所述混合浆料。
[0013] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是： (1) 本发明同时选用了不同粒径的银粉与锋粉和银包儀合金粉，增加粒子间的接触面 积，从而提高了浆料的导电能力；与现有技术相比，由于银粉大部分采用现有制备工艺稳定 且成本相对纳米银颗粒更为低廉的银纳米线，有效降低了混合浆料的材料成本;且由于银 纳米线与微米锋粉和银包儀合金粉能够互相填充银粉间隙，从而增加了导电通路W形成导 电网络，可进一步降低混合浆料烧成电极材料的体积电阻率； (2) 本发明在混合浆料中添加了锋粉与银包儀合金粉，能够有助于降低浆料生产成本， 节省大量的贵金属银，同时改善浆料的导电性能，从而达到了降低太阳能电池制造成本的 目的，取得了良好的经济效益； (3) 本发明在电极浆料中添加了憐酸铁裡/碳纳米管复合材料，通过碳纳米管改善颗粒 与颗粒之间的接触，形成体积电阻率很小的导电网络，强化了导电网络，从而提高浆料的导 电能力；本发明还提供了憐酸铁裡/碳纳米管复合材料的制备方法，在制备前驱体的阶段 (浆液的配制)就引入了碳纳米管(碳纳米管分散液），然后再预烧结、赔烧制得憐酸铁裡/碳 纳米管复合材料，运样引入的碳纳米管能够分散于憐酸铁裡的一次颗粒之间，易在一次颗 粒之间形成导电网络，极大的提高材料的导电性，而不像现有技术是在现成的憐酸铁裡浆 液中加入碳纳米管分散液，运样引入的碳纳米管只能分散于憐酸铁裡的二次颗粒之间，导 电性有限。因此，本发明制备出的复合材料具有较好的导电性;添加该复合材料制备的电极 浆料具有较好的电化学性能； (4) 本发明在电极浆料中添加了硅烷偶联剂，硅烷偶联剂有增强有机物与无机化合物 之间的亲和力作用，可强化提高电极浆料的物理化学性能，改善功能导电粉之间的粘结混 合性，从而提高浆料在太阳能电池表面的附着力； 巧)本发明所得的混合浆料不含铅，完全符合环保要求，应用于太阳能电池的生产，能 在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时本发明工艺简单，成本低，因 而具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0014] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤W外，均可任何方式组合。
[0015] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可 被其他等效或具有类似目的的替代特征加 W替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列 等效或类似特征中的一个例子而已。
[0016] 实施例1 先制备憐酸铁裡/碳纳米管复合材料： (1) 先将8g碳纳米管超声分散于450g乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂中，形成碳纳 米管分散液； (2) 再向碳纳米管分散液中分别加入20g碳酸裡、lOg硝酸铁、始憐酸二氨裡及15g薦糖， 加热揽拌形成浆液，冷却至室溫后超声分散15min，移入真空干燥箱中放置15h，然后抽真空 并加热至6(TC，直至浆液中的溶剂挥发完全； (3) 将经步骤(2)处理过的复合材料在马弗炉中350°C预烧化，再在750°C下赔烧化，得 到所述憐酸铁裡/碳纳米管复合材料。
[0017] 再配制玻璃粉及有机载体，其中玻璃粉I的组分为5~15ymSi化20g，5~15皿Bi2〇3 15g，5~15μηιΕ52〇3 15g，5~15ymBaO/BaC〇3 8g，5~15μηι丫-AL2O3 20g，5~15μηι&ι0 8g;其中玻璃粉 II的组分为 1 ~扣mSi〇2 20g、l~扣mBi2〇3 15g，l~扣mB2〇3 15g，l~扣mBaO/BaC〇3 8g，l~扣m 丫- AL203 20g，l~5μηιΖη0 8g; 再制备本发明的晶体娃太阳能电池用混合浆料，先分别称取银粉50g，锋粉8g，银包儀 合金粉15g，憐酸铁裡/碳纳米管复合材料3g，上述配制好的玻璃粉7g，KH550 Ig，下基卡必 醇9g，松节油4g，卵憐脂2g，乙基纤维素0.3g，气相二氧化娃0.5g;其中银粉为直径为50~ 80nm的纳米球，锋粉为活性锋含量在98% W上，直径为^3μπι的雾化球形锋粉;然后将憐酸铁 裡/碳纳米管复合材料、硅烷偶联剂、松节油、卵憐脂、乙基纤维素和气相二氧化娃溶于下基 卡必醇中，得到粘稠浆;再将银粉、锋粉、银包儀合金粉和玻璃粉添加入粘稠浆中，混合均 匀，然后用Ξ漉研磨机研磨，得到所述混合浆料。
[001引实施例2 先制备憐酸铁裡/碳纳米管复合材料： (1) 先将5g碳纳米管超声分散于400g乙醇与水的体积比为1:1的混合溶剂中，形成碳纳 米管分散液； (2) 再向碳纳米管分散液中分别加入25g碳酸裡、5g硝酸铁、5g憐酸二氨裡及lOg薦糖， 加热揽拌形成浆液，冷却至室溫后超声分散lOmin，移入真空干燥箱中放置20h，然后抽真空 并加热至5(TC，直至浆液中的溶剂挥发完全； (3) 将经步骤(2)处理过的复合材料在马弗炉中300°C预烧化，再在700°C下赔烧化，得 到所述憐酸铁裡/碳纳米管复合材料。
[0019] 再配制玻璃粉及有机载体，其中玻璃粉I的组分为5~15ymSi〇2 15g，5~15皿Bi2〇3 20g，5~15μηιΕ52〇3 10g，5~15ymBaO/BaC〇3 5g，5~15μηι丫-AL2O3 15g，5~15μηι&ι0 5g;其中玻璃粉 II的组分为 1 ~扣mSi〇2 10g、l~扣mBi2〇3 20g，l~扣mB2〇3 10g，l~扣mBaO/BaC〇3 5g，l~扣m 丫- AL203 15g，1 ~δμιηΖηΟ 5g; 再制备本发明的晶体娃太阳能电池用混合浆料，先分别称取银粉50g，锋粉8g，银包儀 合金粉15g，憐酸铁裡/碳纳米管复合材料3g，上述配制好的玻璃粉7g，KH550 Ig，下基卡必 醇8g，松节油5g，卵憐脂Ig，乙基纤维素0.5g，气相二氧化娃0.25g;其中银粉为直径为50~ 80nm的纳米球，锋粉为活性锋含量在98% W上，直径为^3μπι的雾化球形锋粉;然后将憐酸铁 裡/碳纳米管复合材料、硅烷偶联剂、松节油、卵憐脂、乙基纤维素和气相二氧化娃溶于下基 卡必醇中，得到粘稠浆;再将银粉、锋粉、银包儀合金粉和玻璃粉添加入粘稠浆中