本发明涉及半导体材料，特别涉及一种太阳能电池用银铝浆料，是一种电极专用导电材料，属于电子领域、导电材料领域。
背景技术：
太阳能电池是将太阳能转化为电能的半导体器件。太阳能电池是一种新兴的绿色能源，能够有效的利用太阳能代替传统能源，减少二氧化碳的排放，保护自然环境，实现可持续发展。现有的太阳能电池的加工制备过程中，必须在电池板的正面和背面引入电极，常用的电极材料是银浆料、银铝浆料以及铝浆料。银浆料具有导电性能好，适应性较强的特点，但是随着电子领域的发展，银浆料的消耗越来越大。银本身作为贵金属材料，价格更是随着市场行情大幅度的增长，直接导致电子领域使用的银浆价格逐年增加。虽然，现有技术中也有部分采用银铝浆和铝浆代替的厂家，但是铝浆的电阻相对较高，而作为中间过渡的银铝浆则存在混合均匀度控制难度大，导电性能难以达到预期的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的银浆料价格高，而替代品存在导电性能，结合力等存在问题的不足，提供一种银铝浆料。本发明的太阳能电池用的银铝浆料具有混合均匀性好，导电性能突出，与基板结合牢固的特点。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种银铝浆料，包括重量百分比的以下成分：导电金属粉料60-85％，石墨烯2-10％，玻璃粉6-18％，有机粘结剂9-20％，助剂1-3％，总计100％。所述导电金属粉料为银粉和铝粉，银粉和铝粉的重量比例为6：2-3：5。所述玻璃粉包含以下成分组成：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，总计100％。首先，本发明的银铝浆料中包含了银粉和铝粉作为基础导致金属成分，其中应用的铝和银共同作为导电金属粉料，由于铝粉代替了部分的银粉，所以导电浆料的成本得到很好的降低。然后，本发明的银铝浆料中加入了适量的石墨烯，石墨烯单独使用的时候可以作为导电材料使用，而且据可靠的研究表明石墨烯的导电能力甚至要比普通金属材料更强，因此混合在浆料中的石墨烯可以促进浆料烧结后的导电性能。同时，更为重要的是石墨烯是由碳元素构成的，在烧结的过程中可以对浆料中的铝粉起到还原保护作用，减少烧结过程中铝粉的氧化生成三氧化二铝的比例，同时，还原铝粉表面的氧化铝，减少烧结后的电极中的界面层，提高电极的导电性能。其次，本发明的玻璃粉成分选用了无铅玻璃粉，其成分选择和比例应用经过特别精心调整，采用氧化铋和氧化硼作为二氧化硅的部分替代物，用氧化硅、氧化铋和氧化硼作为玻璃基础相的主体。由于氧化铋和氧化硼两者具有良好的协同性，替代部分二氧化硅后形成的玻璃粉基础相的主体结构，具有更好的稳定性和熔化特点，能够在烧结过程发挥更好的粘结作用，烧结固化的电极和太阳能基板的新和度更好，更能够稳定的粘结在其上，保证电极的稳定性和耐久性。特别是氧化铋和氧化硼的用量比例控制在接近2：1左右时，协同性最佳，银铝浆料的易烧结性和粘结性最佳。氯化锶加入后，能够和氧化硼配合形成协同作用，降低烧结温度。氯化锶的应用对于玻璃粉的结构稳定性及耐磨性有不良影响，不宜过量使用。本发明通过对玻璃粉中各组分及其用量配比的选择，各成分配合比例适宜，使得采用该玻璃粉制得的导电银浆料具有环境友好、烧结性能优良、导电性能优良。进一步，所述玻璃粉的重量百分含量为7-18％，优化玻璃粉的用量，调整烧结后电极中玻璃相的占比，保证导电电极的粘结稳定性较好，同时导电电极中因为玻璃相的缘故导致的电阻升高控制在较低的范围内，保证电极在太阳能电池中的导电性能。优选的玻璃粉的含量为10-17％，在此范围内玻璃粉烧结后的粘结性和导电性均较好，特别是和太阳能电池基础层的结合力度大。更具体的来说，所述玻璃粉的的重量百分含量可为11％、13％、14％、16％等具体份数。进一步，所述有机粘结剂的重量百分含量为10-19％，选用适宜的有机粘结剂，可以控制电极在丝网印刷的过程中印刷的形貌更好，烧结后接近理想的电极形态，对于提升太阳能电池的光电转化效率具有一定的帮助作用。优选为12-18％，在此范围内有机粘结剂发挥的基础作用最佳，印刷效果最好，而且烧结后有机粘结剂碳化后残余物较少，对于电极导电性能的影响小。更具体的来说，所述有机粘结剂的的重量百分含量可为12％、14％、16％等具体份数。进一步，所述有机粘结剂包含以下成分组成：松香树脂10-20％，乙基纤维素10-25％，丁基卡必醇5-10％，间苯二甲酸醇酸树脂5-10％，丁二酸二甲酯10-20％，松油醇20-40％，总计100％。本发明的有机粘结剂选用的成分同时采用了松香树脂、乙基纤维素，容易和银粉分散均匀，不团聚，能够很好的保证电极的印刷均匀度和厚度控制，且保护好烧结形貌。选用的丁基卡必醇和松油醇具有保证银铝浆料的流动性和稳定性的作用，能够确保银铝浆料在储存过程中性质更加稳定一致，避免银铝浆料印刷的窗口过窄导致加工困难。其中选用的间苯二甲酸醇酸树脂和石油树脂是辅助印刷后电极预定形的成分，其配合丁基卡必醇和松油醇的时候，相互溶解分散性好，而且互相溶解分散后能够对银粉、玻璃粉形成较好的包裹结构，即银粉在其中的分布均匀性，流散性都更加突出，更利于电极的印刷成型。同时，分散均匀的松油醇和石油树脂在烧结的时候能够反应形成特定的固化结构，使得电极在使用中形态更加可靠稳定。进一步，有机粘结剂中还包含10-20％的卵磷脂。卵磷脂应用于银铝浆料中属于首次尝试，卵磷脂是存在于动植物组织以及卵黄之中的一组黄褐色的油脂性物质，其构成成分包括磷酸、胆碱、脂肪酸、甘油、糖脂、三酸甘油酯以及磷脂(如磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇)。发明人发现，卵磷脂和银铝浆料混合后，可以和银粉末颗粒成分结合，实现对于银粉末颗粒的分散作用，更重要的是卵磷脂还可以和石墨烯相互作用，在卵磷脂存在的情况下，石墨烯分散更加均匀，对于电极的导电性能增加具有重要的意义。在卵磷脂和石墨烯独特的结构特点，在烧结固化的时候，能够相互结合反应，实现独特的连接结构，增强电极的性能强度。进一步，所述助剂是聚酰胺蜡。聚酰胺蜡是一种触变性添加剂，在银铝浆料中形成强大的网络结构，其优异的触变性能，具有优异的防流挂能力、防沉降能力，能够保持浆料的储存稳定性，防止浆料分层淅液等问题发生。能够更好的控制丝网印刷电极过程中电极的形貌，提高电极烧结前的结构稳定性。优选助剂用量为1-1.4％。一种制备上述银铝浆料的方法，包括以下步骤：步骤(1)制备玻璃粉按比例取玻璃粉原料混合均匀，放入坩埚中，熔炼温度为1100-1250℃，熔炼1-2小时；熔炼完成后，水雾淬冷，球磨，干燥后得到粒径不大于5微米的玻璃粉。步骤(2)制备预混溶液按比例称取原料，将松香树脂以外的其它成分混合，加热至80-110℃，搅拌0.5-2小时，混合均匀，得到预混溶液。步骤(3)制备银铝浆料将步骤2制备的预混溶液，保温，加入银粉、铝粉、玻璃粉和石墨烯，搅拌混合均匀，最后加入松香树脂和聚酰胺蜡，用三辊轧机研磨10-60分钟，制备得到导电银铝浆料。与现有技术相比，本发明的有益效果：1.本发明的银铝浆料中包含了银粉和铝粉作为基础导致金属成分，其中应用的铝和银共同作为导电金属粉料，由于铝粉代替了部分的银粉，所以导电浆料的成本得到很好的降低。2.本发明的银铝浆料中加入了适量的石墨烯，石墨烯单独使用的时候可以作为导电材料使用，而且据可靠的研究表明石墨烯的导电能力甚至要比普通金属材料更强，因此混合在浆料中的石墨烯可以促进浆料烧结后的导电性能。3.本发明的石墨烯是由碳元素构成的，在烧结的过程中可以对浆料中的铝粉起到还原保护作用，还原铝粉表面的氧化铝，减少烧结后的电极中的界面层，提高电极的导电性能。4.本发明的玻璃粉成分配合比例适宜，采用氧化硅、氧化铋和氧化硼作为玻璃粉基础相的主体成分，降低了烧结温度，具有优良的烧结性能，同时，与有机粘接剂的亲和性好，烧结固化的电极和太阳能基板的新和度更好，更能够稳定的粘结在其上，保证电极的稳定性和耐久性。具体实施方式本发明同时还提供了一种制备上述银铝浆料的方法，包括以下步骤：步骤(1)制备玻璃粉按比例取以下原料：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，总计100％。混合均匀，放入坩埚中，熔炼温度为1100-1250℃，熔炼1-2小时。熔炼完成后，水雾淬冷，球磨，干燥后得到粒径不大于5微米的玻璃粉。步骤(2)制备预混溶液按比例称取原料，将松香树脂以外的其它成分混合，加热至80-110℃，搅拌0.5-2小时，优选1-1.5小时，混合均匀，得到预混溶液。步骤(3)制备银铝浆料将步骤2制备的预混溶液，保温，加入银粉、铝粉、玻璃粉和石墨烯，搅拌混合均匀，最后加入松香树脂和聚酰胺蜡，用三辊轧机研磨10-60分钟，制备得到导电银铝浆料。进一步，步骤1中球磨的时候采用行星球磨机进行球磨加工。优选球磨加工过程中，乙醇溶液保护。采用乙醇保护球磨，具有球磨速度快，球磨品质高的优点。更进一步的，使用直径为3-15mm的氧化锆珠进行球磨。硬度适宜，球磨效率高，球磨粉碎粒度细小。进一步，优选的步骤2制备预混溶液时，加热搅拌混合的过程中，当温度升高至70℃以上时，采用氮气气氛加以保护。进一步，步骤3中，加入银粉、铝粉、玻璃粉和石墨烯的时候，按以下顺序依次加入：玻璃粉、银粉、铝粉、石墨烯。每加入一个组分后，搅拌5-20分钟再加入下一组分。下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。本发明中未特别说明的百分比均为重量百分比。实施例1-5制备玻璃粉按比例取以下原料：SiO23-17％，TiO21-2％，Bi2O335-52％，Al2O34-8％，SrCl21-7％，B2O315-38％，SnO22～5％，CaO0.1～2％，总计100％。混合均匀，放入坩埚中，熔炼温度为1100-1250℃，熔炼1-2小时。熔炼完成后，水雾淬冷，球磨，干燥后得到粒径不大于5微米的玻璃粉。具体实施例1-5的原料比例见下表。表1玻璃粉原料成分比例实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5SiO24.311.910.412.716.9TiO21.31.31.11.41.9Bi2O338.951.847.436.143.6Al2O34.14.86.25.27.1SrCl27.01.24.32.24.6B2O339.424.627.237.922.3SnO24.14.22.93.23.3CaO1.00.10.41.30.4实施例6-13制备导电银铝浆料按表2比例取原料。将将松香树脂以外的其它成分混合，加热至80-110℃，搅拌0.5-2小时，优选1-1.5小时，混合均匀，得到预混溶液。将预混溶液保温，加入银粉、铝粉、玻璃粉和石墨烯，搅拌混合均匀，最后加入松香树脂和聚酰胺蜡，用三辊轧机研磨10-60分钟，制备得到导电银铝浆料。具体实施例6-13的原料比例见下表。实施例6-7应用实施例1制备的玻璃粉，实施例8-9应用实施例2制备的玻璃粉，实施例10-13应用实施例5制备的玻璃粉。表2导电银铝浆料成分比例实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13银粉35.743.041.443.941.347.638.228.5铝粉32.317.035.620.126.723.434.841.5石墨烯7.05.08.07.05.04.05.0玻璃粉12.014.06.014.010.012.09.010.0松香树脂2.93.41.31.32.41.72.12.2乙基纤维素3.83.81.92.93.22.41.32.6丁基卡必醇1.41.60.71.10.70.70.80.9间苯二甲酸醇酸树脂1.41.40.60.81.10.91.00.8丁二酸二甲酯3.12.71.71.31.71.91.81.4松油醇5.45.03.84.64.92.43.15.1助剂2.01.02.02.01.01.02.01.0卵磷脂1.02.01.0测试例对上述实施例6-13制备银铝浆料采用印网印刷的工艺印制出太阳能电池的电极，测试电极的电阻，拉力，软化温度，结果如下表所示。表3测试结果电阻(串阻)拉力软化温度(℃)实施例60.0451.7494实施例70.0322.5505实施例80.0293.4510实施例90.0312.9476实施例100.0332.4481实施例110.0242.8479实施例120.0272.9484实施例130.0243.2482由经过测试结果可见，本发明的导电银铝浆料具有导电特性良好，抗拉力较强，烧结温度低的特点，作为太阳能电池的电极印刷后能够很好的保证太阳能电池内部的电阻控制在极低的水平，有利于提高太阳能电池的光电转化效率，提高太阳能的利用率。上述结果表明，在浆料中的石墨烯可以促进浆料烧结后的导电性能，实施例11-13的结果表明，当浆料中同时添加应用石墨烯和卵磷脂后，各种组分的配合比例适宜，能够更加有效的降低电极的电阻特性，电极烧结固化后的电阻表现出极低的水平，对于提高太阳能电池的光能利用效率具有重要的意义。而且，在实施例11-13的银铝浆配方还能够提供较好的抗拉力性能，确保银铝浆料印刷制成电极后，能够在长期使用过程中很好的保持电极和太阳能电池基板的结合力，防止外力造成的损伤，提高太阳能电池的使用寿命。最后，另外通过对软化温度的对比，可以发现本发明的银铝浆料的整体软化温度均较低，应用银铝浆料的时候，能够更好的减少电极烧结过程中高温对于太阳能电池的损伤，提高太阳能电池的光电转化效率。特别是协调优化后的实施例中石墨烯和卵磷脂发挥协同增强作用，银铝浆料的各项性能均有较大的改善或提升，具有重要的实际应用价值。