掺杂遂穿型背银及其制备方法、和包括其的perc电池
技术领域
1.本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种掺杂遂穿型背银及其制备方法、和包括其的perc电池。
背景技术：
2.提升转换效率一直是太阳能电池发展的方向，目前perc太阳能电池背银的提效实际是降低背银对钝化层的损伤，并非产生效率增益。
3.如公开号cn111028976b公开了一种全铝背场太阳能电池用背面银浆，该背面银浆按重量份计，其制备原料包括高活性银粉、银
‑
x合金粉、铋粉、玻璃粉和有机载体，本发明的铝背场太阳能电池用背面银浆中添加的高活性银粉的添加量为20～40份，相较于常规全铝背场用银浆添加银粉的含量为50～60份，本发明银粉的使用量大大减少降低了生产成本，通过添加银铋合金克服了浆料体系中降低高活性银粉量的使用会出现拉力和电性能降低的问题，使用本发明的太阳能电池的拉力在3n以上、光电转换效率为19～20％，其中银铋合金粉的使用由于铋的熔点低，270℃烧结的时候融化的铋水进入银铝间隙形成一层中间阻隔层，防止银铝合金的形成，从而提高可焊性。
4.又如公开号cn112562883a公开了一种与n型太阳电池p+发射极接触的电极浆料，涉及光伏电池技术领域。本发明所述电极浆料包含如下重量份的成分：导电银粉80～90份、铝粉0.5～3份、玻璃粉3～8份、镧铝合金粉或镧镱铝合金粉0.1～2份、有机载体6～10份和助剂0～2份。本发明申请人通过对其成分及配比进行选择，使得制备出的浆料应用于n型太阳电池后，转换效率均能超过23.5％。
5.现有技术中，perc太阳能电池背银不会在本质上对电池有任何增益，只会损伤氮化硅层，因此提效非常有限。
技术实现要素：
6.针对上述不足，本发明的目的是提供一种掺杂遂穿型背银及其制备方法、和包括其的perc电池。
7.本发明提供了如下的技术方案：
8.一种掺杂遂穿型背银，由以下重量比的成分组成：
9.银粉50～70％，银粉由球形银粉和/或片状银粉组成；
10.三价金属粉和/或合金粉0.1～3.0％，其中金属粉为硼粉、铝粉、铟粉中的一种或多种，合金粉为铝硅合金粉、铝硼合金粉、铝铟合金粉中的一种或多种；三价金属粉和合金粉的粒径小于3μm；
11.玻璃粉1～3％，其平均粒径为0.5～2.0μm，软化点为450～550℃；
12.有机载体25～50％，包括树脂和溶剂；
13.添加剂0.1～2％。
14.所述球形银粉重量比为40～70％，粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0
㎡
/g，振实
密度为3.0～5.5g/ml。
15.所述片状银粉重量比为0～20％，粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5
㎡
/g，振实密度为2.5～4.5g/ml。
16.所述玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅20～60％，二氧化硅10～30％，氧化铜10～30％，氧化锰1～20％，氧化碲1～10％，氧化铋0～20％，氧化硼0～20％，氧化铝0～10％，氧化锌0～10％，氧化铬0～10％，氧化钛0～10％。
17.所述树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％。
18.所述树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、pvb、cab、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种；所述溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
19.所述添加剂为byk
‑
110、聚酰胺蜡、司班的一种或多种。
20.一种掺杂遂穿型背银的制备方法，包括以下步骤：
21.s1、制备银粉；制成粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0
㎡
/g，振实密度为3.0～5.5g/ml的球形银粉；制成粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5
㎡
/g，振实密度为2.5～4.5g/ml的片状银粉；
22.s2、制备分散性良好三价金属粉和合金粉，令三价金属粉和合金粉的粒径小于3μm，金属粉为硼粉、铝粉、铟粉中的一种或多种，合金粉为铝硅合金粉、铝硼合金粉、铝铟合金粉中的一种或多种；
23.s3、制备玻璃粉；玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅20～60％，二氧化硅10～30％，氧化铜10～30％，氧化锰1～20％，氧化碲1～10％，氧化铋0～20％，氧化硼0～20％，氧化铝0～10％，氧化锌0～10％，氧化铬0～10％，氧化钛0～10％；制成平均粒径为0.5～2.0μm、软化点为450～550℃、具有较高的熔银能力的玻璃粉；
24.s4、制备有机载体，将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为60～80℃；
25.s5、制备添加剂；添加剂为byk
‑
100、聚酰胺蜡、司班中的一种或多种；
26.s6、将50～70％银粉、三价金属粉和/或合金粉0.1～3.0％、1～3％玻璃粉、25～50％有机载体、0.1～2％添加剂混合，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，再使用三辊研磨机辊轧3～10遍，再使用300～600目筛网进行过筛，得到掺杂遂穿型背银。
27.s4中，树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％；树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、pvb、cab、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种；溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种。
28.一种perc电池，包括上述的掺杂遂穿型背银。
29.本发明的有益效果是：
30.本发明的玻璃粉具备低的软化点和较高的熔银能力，玻璃粉软化后在银与硅基间形成玻璃遂穿层；引入三价金属粉和/或合金粉，其粒径小于3微米，且具备良好的分散性，利于将三价金属粉和/或合金粉经玻璃粉作用掺杂入硅基，在背银处对硅基形成局部掺杂。本发明通过在腐蚀氮化硅的过程中对基材硅进行掺杂并形成遂穿通道，从而使背银具有银硅导电性，显著降低串联电阻rs，增大填充因子ff，提升转换效率。
具体实施方式
31.实施例一
32.一种掺杂遂穿型背银，由以下重量比的成分组成：
33.银粉50～70％，银粉由球形银粉和/或片状银粉组成，球形银粉占背银的重量比为40～70％，粒径为0.3～1.0μm，比表为0.5～3.0
㎡
/g，振实密度为3.0～5.5g/ml，片状银粉占背银的重量比为0～20％，粒径为1.0～3.0μm，比表为0.5～1.5
㎡
/g，振实密度为2.5～4.5g/ml；
34.三价金属粉和/或合金粉0.1～3.0％，其中金属粉为硼粉、铝粉、铟粉中的一种或多种，合金粉为铝硅合金粉、铝硼合金粉、铝铟合金粉中的一种或多种；三价金属粉和合金粉的粒径小于3μm；
35.玻璃粉1～3％，其平均粒径为0.5～2.0μm，软化点为450～550℃，玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅20～60％，二氧化硅10～30％，氧化铜10～30％，氧化锰1～20％，氧化碲1～10％，氧化铋0～20％，氧化硼0～20％，氧化铝0～10％，氧化锌0～10％，氧化铬0～10％，氧化钛0～10％；
36.有机载体25～50％，包括树脂和溶剂，树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％，树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂、pvb、cab、松香树脂、酚醛树脂中的一种或多种，溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚中的一种或多种；
37.添加剂0.1～2％，添加剂为byk
‑
110、聚酰胺蜡、司班的一种或多种。
38.实施例二
39.一种掺杂遂穿型背银，由以下重量比的成分组成：
40.银粉60％，球形银粉占背银的重量比为50％，粒径为0.7μm，比表为2.0
㎡
/g，振实密度为3.0g/ml；片状银粉占背银的重量比为10％，粒径为1.5μm，比表为1.0
㎡
/g，振实密度为3.5g/ml；
41.三价金属粉为硼粉，粒径为1μm，并具备良好的分散性；
42.玻璃粉2％，其中氧化铅35％、二氧化硅15％、氧化铜20％、氧化锰10％、氧化碲5％、氧化铋5％、氧化硼6％、氧化铝2％、氧化锌2％；
43.有机载体35％，熬制温度为70℃，其中，乙基纤维素10％、丙烯酸树脂2％、醇酯十二70％、丁基卡必醇醋酸酯18％；
44.添加剂1％，其中，byk
‑
1100.5％、司班0.5％。
45.实施例三
46.一种掺杂遂穿型背银，由以下重量比的成分组成：
47.银粉50％，球形银粉占背银的重量比为50％，粒径为0.4μm，比表为3.0
㎡
/g，振实密度为4.0g/ml；片状银粉占背银的重量比为0％；
48.三价金属粉为铝硅合金粉，粒径为2μm，并具备良好的分散性；
49.玻璃粉3％，其中氧化铅60％、二氧化硅10％、氧化铜10％、氧化锰4％、氧化碲6％、氧化铬4％、氧化钛6％；
50.有机载体43％，熬制温度为60℃，其中，cab树脂3％、pvb树脂12％、松油醇60％、丁基卡必醇醋酸酯25％；
51.添加剂1％，其中，byk
‑
1100.5％、聚酰胺蜡0.5％。
52.实施例四
53.一种掺杂遂穿型背银，由以下重量比的成分组成：
54.银粉70％，球形银粉占背银的重量比为50％，粒径为0.8μm，比表为1.5
㎡
/g，振实密度为4.5g/ml；片状银粉占背银的重量比为20％，粒径为2.5μm，比表为0.7
㎡
/g，振实密度为3.0g/ml；
55.三价金属粉为铝硼合金粉，粒径为0.5μm，并具备良好的分散性；
56.玻璃粉1％，其中氧化铅40％、二氧化硅20％、氧化铜20％、氧化碲10％、氧化铝2％、氧化铋8％；
57.有机载体28％，熬制温度为80℃，其中，松香树脂4％、酚醛树脂1％、乙基纤维素5％、丁基卡必醇醋酸酯80％、三乙二醇丁醚10％；
58.添加剂1％，其中，司班0.5％、聚酰胺蜡0.5％。
59.实施例五
60.一种掺杂遂穿型背银的制备方法，包括以下步骤：
61.s1、制备银粉；制成粒径为0.7μm，比表为2.0
㎡
/g，振实密度为3.0g/ml的球形银粉；制成粒径为1.5μm，比表为1.0
㎡
/g，振实密度为3.5g/ml的片状银粉；
62.s2、制备分散性良好三价硼粉，令三价硼粉的粒径为1μm；
63.s3、制备玻璃粉；玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅35％、二氧化硅15％、氧化铜20％、氧化锰10％、氧化碲5％、氧化铋5％、氧化硼6％、氧化铝2％、氧化锌2％；制成平均粒径为0.5～2.0μm、软化点为450～550℃、具有较高的熔银能力的玻璃粉；
64.s4、制备有机载体，将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为70℃；树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％；乙基纤维素10％、丙烯酸树脂2％、醇酯十二70％、丁基卡必醇醋酸酯18％；
65.s5、制备添加剂；添加剂为byk
‑
110和司班；
66.s6、将60％银粉、2％三价硼粉、2％玻璃粉、35％有机载体、1％添加剂混合，其中，球形银粉占背银的重量比为50％，片状银粉占背银的重量比为10％，byk
‑
110占背银的重量比为0.5％，司班占背银的重量比为0.5％，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，再使用三辊研磨机辊轧3～10遍，再使用300～600目筛网进行过筛，得到掺杂遂穿型背银。
67.实施例六
68.一种掺杂遂穿型背银的制备方法，包括以下步骤：
69.s1、制备银粉；制成粒径为0.4μm，比表为3.0
㎡
/g，振实密度为4.0g/ml的球形银粉；
70.s2、制备分散性良好铝硅合金粉，令铝硅合金粉的粒径为2μm；
71.s3、制备玻璃粉；玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅60％、二氧化硅10％、氧化铜10％、氧化锰4％、氧化碲6％、氧化铬4％、氧化钛6％；制成平均粒径为0.5～2.0μm、软化点为450～550℃、具有较高的熔银能力的玻璃粉；
72.s4、制备有机载体，将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为60℃；树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％；cab树脂3％、pvb树脂12％、松油醇60％、丁基卡必醇醋酸酯25％；
73.s5、制备添加剂；添加剂为聚酰胺蜡和byk
‑
110；
74.s6、将50％银粉、3％三价硼粉、3％玻璃粉、43％有机载体、1％添加剂混合，其中，球形银粉占背银的重量比为50％，byk
‑
110占背银的重量比为0.5％，聚酰胺蜡占背银的重量比为0.5％，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，再使用三辊研磨机辊轧3～10遍，再使用300～600目筛网进行过筛，得到掺杂遂穿型背银。
75.实施例七
76.一种掺杂遂穿型背银的制备方法，包括以下步骤：
77.s1、制备银粉；制成粒径为0.8μm，比表为1.5
㎡
/g，振实密度为4.5g/ml的球形银粉；制成粒径为2.5μm，比表为0.7
㎡
/g，振实密度为3.0g/ml的片状银粉；
78.s2、制备分散性良好铝硼合金粉，令三价硼粉的粒径为0.5μm；
79.s3、制备玻璃粉；玻璃粉由以下重量比的成分组成：氧化铅40％、二氧化硅20％、氧化铜20％、氧化碲10％、氧化铝2％、氧化铋8％；制成平均粒径为0.5～2.0μm、软化点为450～550℃、具有较高的熔银能力的玻璃粉；
80.s4、制备有机载体，将树脂和溶剂混合、加热、搅拌，熬制温度为80℃；树脂占有机载体重量的5～25％，溶剂占有机载体重量的75～95％；松香树脂4％、酚醛树脂1％、乙基纤维素5％、丁基卡必醇醋酸酯80％、三乙二醇丁醚10％；
81.s5、制备添加剂；添加剂为聚酰胺蜡和司班；
82.s6、将70％银粉、1％铝硼合金粉、1％玻璃粉、28％有机载体、1％添加剂混合，其中，球形银粉占背银的重量比为50％，片状银粉占背银的重量比为20％，聚酰胺蜡占背银的重量比为0.5％，司班占背银的重量比为0.5％，使用双行星搅拌机进行搅拌分散1～2h，再使用三辊研磨机辊轧3～10遍，再使用300～600目筛网进行过筛，得到掺杂遂穿型背银。
83.实施例八
84.一种perc电池，包括上述的掺杂遂穿型背银。
85.对本发明进行转换效率和焊接拉力测试，其中本方案1的背银由实施例二中的配方和实施例五的制备方法制成、本方案2的背银由实施例三中的配方和实施例六的制备方法制成、本方案3的背银由实施例四中的配方和实施例七的制备方法制成，对比产品选用a厂商生产的背银。得到测试结果如下：
[0086] uociscffrsrsheta片数焊接拉力对比产品0.689518.22280.681.3886922.982005.7n本方案10.688618.23980.951.2771223.052005.2n本方案20.688118.24280.971.2665723.042005.0n本方案30.689118.24180.891.2983823.062005.9n
[0087]
通过上表可以看出，本方案1～3相较于对比产品，显著降低串联电阻rs，增大填充因子ff，可提升转化效率。
[0088]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。