一种晶硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法与流程

本发明涉及晶硅太阳能电池，具体地，涉及一种晶硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能光伏电池在清洁和可再生能源领域中得到了广泛应用，而其中丝网印刷银浆金属化技术是制造太阳能电池的关键核心技术之一，太阳能电池的电流输出效率极大程度上依赖于金属化银浆电极的性能。导电银浆主要由导电相、粘接相、有机载体组成。其中粘接相在浆料中质量占比1～4％，主要起到粘接作用，刻蚀硅电池表面氮化硅层并将栅线牢固粘接在电池表面，形成银栅线和硅表面的欧姆接触；有机载体占浆料质量的8％左右，起到分散、调节粘度的作用，使浆料有一定的触变性并保持栅线具有较好的高宽比；银粉作为导电相主要决定了浆料的性能，也是浆料的主体部分，在整个浆料中的质量占比为80～90％，银具有优异的导电性，大大降低了电子传输电阻。

2、浆料经丝网印刷后通过有机载体附着在硅片表面，在烧结过程中通过粘接相对硅片表面的刻蚀以及银粉自身的热收缩在硅片表面形成牢固且致密的银栅线。银粉颗粒在烧结过程中主要分为以下三个阶段：1)烧结初期的粘接阶段，银粉颗粒间的初始接触点或面转变为冶金结合，即通过成核、结晶长大等原子迁移过程形成烧结颈。在这阶段内的银粉颗粒不发生变化，外形也基本不变，银粉不发生收缩，但是银粉颗粒间的强度和导电性明显增加；2)烧结颈长大阶段，原子向银粉结合面迁移使烧结颈长大，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络，晶粒长大引起孔隙移动，晶界扫过的地方孔隙大量消失，银粉收缩，密度和强度增加；3)闭孔球化和缩小阶段，银粉密度达到一定程度后，多数孔隙封闭，孔隙形状趋近于球形并不断缩小，小孔消失和孔隙数量减少，收缩速度减缓，最终获得具有一定致密度及强度的银电极栅线。烧结过程中的致密化主要靠孔隙的收缩和消失，在实际应用中由于在有限的烧结时间下银粉的烧结活性不够，往往不能获得完全致密的栅线结构，会有一部分孔隙残留在银电极中，这部分孔隙阻碍了电子传输，降低太阳能电池效率。虽然可以通过增加烧结温度来加速孔隙的收缩，但有可能会导致粘接相的过度刻蚀而击穿pn结，降低太阳能电池转换效率。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种晶硅太阳能电池用导电浆料，通过金属粉末助烧结剂降低银粉的烧结活化能，加速银粉的烧结过程，使银粉中的孔隙结构快速收缩并排出，提高银电极的致密性，增加电子导通能力，从而提高太阳能电池的转换效率；此外，本发明中化提供了上述晶硅太阳能电池用导电浆料的制备方法。

2、本发明第一方面提供了一种晶硅太阳能电池用导电浆料，所述的晶硅太阳能电池用导电浆料包括以下重量份的原料：导电银粉86～89重量份、助烧结剂0.1～0.5重量份、有机载体6～10重量份、玻璃粉1.5～2.5重量份；

3、所述助烧结剂包括zn、sn、sb、cd、bi、ru、in的单质中的至少两种。

4、在一实施方式中，所述助烧结剂的平均粒径d50为0.1～1.0μm。

5、在一实施方式中，所述助烧结剂的熔点为100～600℃。

6、在一实施方式中，所述导电银粉为球形导电银粉。

7、在一实施方式中，所述有机载体包括聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙二醇丁醚醋酸酯及乙二醇单丁醚醋酸。

8、在一实施方式中，所述聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇单丁醚醋酸的质量比为(2.5～3.5):(2.5～3.5):(0.5～1.5):(2.5～3.5)。

9、本发明第二方面提供了上述晶硅太阳能电池用导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、称取配方量的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉；

11、s2、将称取的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉充分混合后，研磨，研磨至浆料细度在10um以下，即得晶硅太阳能电池用导电浆料。

12、在一实施方式中，将称取的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉充分混合1小时后进行研磨。

13、在一实施方式中，称取的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉充分混合1小时后，通过三辊机研磨，研磨至浆料细度在10um以下，即得晶硅太阳能电池用导电浆料。

14、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明实施例提供的晶硅太阳能电池用导电浆料，通过金属粉末助烧结剂降低银粉的烧结活化能，加速银粉的烧结过程，使银粉中的孔隙结构快速收缩并排出，提高银电极的致密性，增加电子导通能力，从而提高太阳能电池的转换效率。

技术特征：

1.一种晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述的晶硅太阳能电池用导电浆料包括以下重量份的原料：导电银粉86～89重量份、助烧结剂0.1～0.5重量份、有机载体6～10重量份、玻璃粉1.5～2.5重量份；

2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述助烧结剂的平均粒径d50为0.1～1.0μm。

3.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述助烧结剂的熔点为100～600℃。

4.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述导电银粉为球形导电银粉。

5.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述有机载体包括聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙二醇丁醚醋酸酯及乙二醇单丁醚醋酸。

6.根据权利要求2所述的晶硅太阳能电池用导电浆料，其特征在于，所述聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、丙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇单丁醚醋酸的质量比为(2.5～3.5):(2.5～3.5):(0.5～1.5):(2.5～3.5)。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的晶硅太阳能电池用导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的晶硅太阳能电池用导电浆料的制备方法，其特征在于，将称取的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉充分混合1小时后进行研磨。

9.根据权利要求8所述的晶硅太阳能电池用导电浆料的制备方法，其特征在于，称取的导电银粉、助烧结剂、有机载体、玻璃粉充分混合1小时后，通过三辊机研磨，研磨至浆料细度在10um以下，即得晶硅太阳能电池用导电浆料。

技术总结
本发明提供了一种晶硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法，所述的晶硅太阳能电池用导电浆料包括以下重量份的原料：导电银粉86～89重量份、助烧结剂0.1～0.5重量份、有机载体6～10重量份、玻璃粉1.5～2.5重量份；所述助烧结剂包括Zn、Sn、Sb、Cd、Bi、Ru、In的单质中的至少两种。本发明提供的晶硅太阳能电池用导电浆料，通过金属粉末助烧结剂降低银粉的烧结活化能，加速银粉的烧结过程，使银粉中的孔隙结构快速收缩并排出，提高银电极的致密性，增加电子导通能力，从而提高太阳能电池的转换效率。

技术研发人员：郑明浩,任益超,敖毅伟
受保护的技术使用者：常州聚和新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15