专利名称：用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体用导电浆料，特别涉及用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料。
背景技术：
太阳能电池的主要原理是通过使用半导体材料，将较薄的N型半导体置于较厚的P型半导体上，当光子撞击该装置的表面时，P型和N型半导体的接合面有电子扩散产生电流，可利用上下两端的金属导体将电流引出利用。其中与N型半导体相连接的电极称为正面电极。目前制备正面电极的主要方法为丝网印刷工艺。晶体硅太阳能电池正电极用银电子浆料属于可烧结的厚膜导体浆料，它通过丝网印刷工艺印刷到硅片上，再经过热处理形成太阳能电池的正面电极。太阳能正面电极用浆料包括导电相银粉末，玻璃相和有机载体，还含有其它的添加剂组成。导电相主要由银粉构成，作为电极的导电物质并提供焊接的平台。玻璃相为低熔点玻璃，在电极的烧结过程中，玻璃相会产生液化现象，液化的玻璃相会腐蚀晶体硅表面的减反射层，从而形成银与硅良好的欧姆接触。有机载体的作用主要是提供银粉和玻璃粉分散的作用，并使浆料能够具备印刷性能。CN1012057394公开了一种太阳能正面电极用导电浆料，该浆料包括导电金属粉、粘合剂、有机载体、溶剂和助剂，还包括添加剂，添加剂选自五氧化二磷和VIII族金属卤化物。根据权利要求可知VIII族金属卤化物特别指金属铱的卤化物。CN101483207A公开了一种环保型硅太阳能正面栅线电极银导体浆料。该浆料包含金属银粉60-80%，无铅玻璃粘结剂1_10%，欧姆接触添加剂0. 5-10%,有机树脂2-15%，溶剂10-25%，浆料改性剂1-8%。欧姆接触添加剂为Ba、Sr、Y，稀土金属(Pr、Er)和镧系元素的一种或几种，添加形式为氧化物或金属。CN102324264A公开了一种硅基太阳能用银浆的制备方法，先制备无铅玻璃粉和有机粘合剂，然后将银粉、玻璃粉、有机粘合剂、溶剂混合，用三辊机辊碾。上述发明中CN1012057394导体金属为银，并使用金属铱的卤化物作为添加剂，该卤化物的价格不低于银粉的价格。CN101483207A导体金属为银，使用欧姆接触添加剂，为Ba、Sr、Y，稀土金属(Pr、Er)和镧系元素的一种或几种，添加形式为氧化物或金属。但在实施例中未公开所使用的究竟是何种添加剂。且从名称看所使用的添加剂作用为提高欧姆接触性能，可推测添加的动机与成本无关。CN102324264A中使用的导体金属为银。目前主流的硅基太阳能正面电极用导电银浆所使用的导体金属都是银粉，不同之处在于银粉的规格，例如片状的、球形，粒径大小不同等。目前的导电相主要由银粉构成，银粉具备较多优点例如电阻率低、不易氧化、可焊性好等，但银的价格高昂使其成本较高。银浆制备主要的成本就是银粉，从2001年起银的价格不断上涨，但太阳能电池片成品、组件价格不断下降，由于其他成本的降低使浆料成本占电池生产总成本的比例不断上升。因而降低浆料的制备成本对于整个太阳能电池制造行业都有意义。
发明内容
本发明目的是提供一种用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料，此导电浆料保持了现有技术性能同时，大大降低了导电浆料成本，从而提升了硅晶太阳能电池竞争力。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是
一种用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料，
所述导电浆料的原料配方由下列质量百分含量的材料组成
导电相70% 92%，
玻璃相1% 10%，
有机载体5% 25% ；
所述导电相由以下质量百分含量的材料组成
银粉80 99%，
钛粉I 20% ；
所述玻璃相为市售玻璃粉；
所述有机载体由以下重量份的各组分组成
增稠剂0. 2 1，
溶剂6 9. 2，
触变剂0. I 1，
表面活性剂0. 05 0. 5，
塑化剂0. 03 2，
偶联剂0. 05 0. 2 ;
所述增稠剂为乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、松香、丙烯酸酯和酚醛树脂中的至少一种；
所述溶剂为松油醇、松节油、松节油透醇、丁基卡宓醇、丁基卡宓醇醋酸酯和蓖麻醇中的至少一种；
所述触变剂包括丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚乙烯蜡中的至少一种；
所述表面活性剂，通常为卵磷脂、司班、硬脂酸锌、硬质酸钠、十二醇酯重的至少一种；所述塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。上述技术方案中进一步改进技术方案如下
I、上述方案中，所述氧化铅、氧化硼、氧化铝、氧化钠、氧化硅、氧化钙按所述比例混合后在坩埚中，加热到1000 1400度，保温10 60分钟，水淬；然后破碎至10微米以下形成所述玻璃相。2、上述方案中，所述增稠剂、溶剂、塑化剂、表面活性剂、偶联剂和触变剂按所述比例混合后加热至60 100度使其均匀混合、溶解形成所述有机载体。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果
本发明导电浆料保持了现有技术性能同时，大大降低了导电浆料成本，从而提升了硅晶太阳能电池竞争力，由于钛具有比银更好的接触性能，所制备的浆料能够提供更好的欧姆接触性能，从而降低接触电阻，提高电池性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例1-5 :—种用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料，所述导电浆料的原料配方由有下列质量百分含量的材料组成，见表I : 所述有机载体由以下重量份的各组分组成，见表2
表2
I增稠剂I溶剂j触变剂I表面活性剂I塑化剂I偶联剂 实施例I的增稠剂为乙基纤维素；实施例2的增稠剂为乙基纤维素羟甲基纤维素；实
施例3的增稠剂为乙基纤维素羟乙基纤维素；实施例4的增稠剂为乙基纤维素松香；实施
例5的增稠剂为乙基纤维素丙烯酸酯或者酚醛树脂；
实施例I的溶剂为松油醇、实施例2的溶剂为松油醇松节油、实施例3的溶剂为松油醇
松节油透醇、实施例4的溶剂为松油醇丁基卡宓醇、实施例5的溶剂为松油醇丁基卡宓醇醋
酸酯或者蓖麻醇；
实施例I的触变剂为丙烯酸树脂；实施例2的触变剂为氢化蓖麻油；实施例3的触变剂为聚乙烯蜡；实施例4的触变剂为丙烯酸树脂和氢化蓖麻油混合物，两者混合质量比例为I =I ;实施例5的触变剂为氢化蓖麻油和聚乙烯蜡混合物，两者混合质量比例为I :1 ；
实施例I的表面活性剂为卵磷脂；实施例2的表面活性剂司班；实施例3的表面活性剂硬脂酸锌；实施例4的表面活性剂硬质酸钠；实施例5的表面活性剂十二醇酯；
实施例I的塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯；实施例2的塑化剂为邻苯二甲酸二辛酯；实施例3的塑化剂为柠檬酸三丁酯；实施例4的塑化剂为乙酰柠檬酸三丁酯；实施例5的塑化剂为柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯的混合物，三者的混合质量比例为I 1 :1。上述氧化铅、氧化硼、氧化铝、氧化钠、氧化硅、氧化钙按所述比例混合后在坩埚中，加热到1000 1400度，保温10 60分钟，水淬；然后破碎至10微米以下形成所述玻璃相。上述增稠剂、溶剂、塑化剂、表面活性剂、偶联剂和触变剂按所述比例混合后加热至60 100度使其均匀混合、溶解形成所述有机载体。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料，其特征在于 所述导电浆料的原料配方由有下列质量百分含量的材料组成 导电相70% 92%， 玻璃相1% 10%， 有机载体5% 25% ； 所述导电相由以下质量百分含量的材料组成 银粉80 99%， 钛粉I 20% ； 所述玻璃相为市售玻璃粉； 所述有机载体由以下重量份的各组分组成 增稠剂O. 2 1， 溶剂6 9. 2， 触变剂O. I 1， 表面活性剂O. 05 O. 5， 塑化剂O. 3 2， 偶联剂O. 05 O. 2 ; 所述增稠剂为乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、松香、丙烯酸酯和酚醛树脂中的至少一种； 所述溶剂为松油醇、松节油、松节油透醇、丁基卡宓醇、丁基卡宓醇醋酸酯和蓖麻醇中的至少一种； 所述触变剂包括丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚乙烯蜡中的至少一种； 所述表面活性剂，通常为卵磷脂、司班、硬脂酸锌、硬质酸钠、十二醇酯中的至少一种；所述塑化剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
2.根据权利要求I所述的导电浆料，其特征在于所述氧化铅、氧化硼、氧化铝、氧化钠、氧化硅、氧化钙按所述比例混合后在坩埚中，加热到1000 1400度，保温10 60分钟，水淬；然后破碎至10微米以下形成所述玻璃相。
3.根据权利要求I所述的导电浆料，其特征在于所述增稠剂、溶剂、塑化剂、表面活性剂、偶联剂和触变剂按所述比例混合后加热至60 100度使其均匀混合、溶解形成所述有机载体。
全文摘要
本发明公开一种用于硅晶太阳能电池正面电极的导电浆料，由有下列质量百分含量的材料组成导电相70%～92%，玻璃相1%～10%，有机载体5%～25%；所述导电相由银粉80～99%，钛粉1～20%组成；所述有机载体由以下重量份的各组分组成增稠剂0.2～1，溶剂6～9.2，触变剂0.1～1，表面活性剂0.05～0.5，塑化剂0.3～2，偶联剂0.05～0.2；所述增稠剂为乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、松香、丙烯酸酯和酚醛树脂中的至少一种；所述触变剂包括丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚乙烯蜡中的至少一种；所述表面活性剂，通常为卵磷脂、司班、硬脂酸锌、硬质酸钠、十二醇酯中的至少一种。本发明导电浆料保持了现有技术性能同时，大大降低了导电浆料成本，从而提升了硅晶太阳能电池竞争力。
文档编号H01B1/22GK102637467SQ20121012761
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者张甦, 杨兆国, 汪山 申请人:苏州晶讯科技股份有限公司