一种铜导电浆料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种导电浆料，具体的涉及一种铜导电浆料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 晶体硅太阳能电池是当前开发的最成熟的太阳能电池，在晶体硅太阳能电池的研 究中最重要的是降低成本和提高光电转化率，提高光电转化率也是降低发电成本的最有效 途径，有报道称，光电转化率提高1 %，发电成本降低7%。选择性发射极方案是一种可操作 性比较高的提高光电转化率的途径，主要原理是在对硅片进行磷掺杂的时候，在要制作金 属电极的区域进行重掺杂，以减少串联电阻；电极以外的区域进行轻掺杂，制作浅结，以减 少少子复合，提高短路电流，最终达到提高光电转化率的目的。目前选择性发射极有多种实 现方式，包括：二次扩散法、激光烧蚀法、光刻法、掩膜腐蚀法、自掺杂桨料法及磷浆法等，这 些工艺均存在流程过于繁琐，且成本较高，不适合大规模使用等缺点。其中的自掺杂磷浆法 是在金属电极浆料里面掺杂高浓度磷浆，在烧结的同时实现重掺杂。此种方法虽然能实现 一定浓度的掺杂，但是磷浆的存在本身就占用了一部分金属电极浆料的空间，导致电极栅 线含有的导电粒子减少，栅线的电阻升高；另一方面高浓度磷浆料中含有的众多氧化物又 不可避免的在高温下与金属电极浆料中的玻璃粉或金属颗粒相互影响，进一步降低了栅线 的导电性及电极与硅片之间的欧姆接触。综合以上结果，此种方法虽然实现了重掺杂，形成 了选择性发射极，但提高硅晶电池光电转化效率的效果并不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述问题，提供了一种铜导电浆料，其特征在于：包括重量百分比的磷 化铜粉70~90 %，玻璃粉1~10 %，高粘度有机载体1~10 %，有机助剂0. 1~1. 5 %，无 机添加剂〇? 1~1. 5%，稀释剂5~20%。
[0004] 进一步的，所述磷化铜粉中含磷量为0. 1 %~6. 0%。
[0005]进一步的，所述玻璃粉直径为0. 3~1微米，熔点为350~650°C，平均线膨胀系数 为 3 ~9X10-6/。。。
[0006] 进一步的，所述玻璃粉包括重量百分比的二氧化硅10~30%，三氧化二铋10~ 50 %，三氧化二铝1~20 %，三氧化二硼0~20 %，氧化锌0~20 %，氧化铜0~10 %，氧化 锡0~10 %，氧化亚锡0~10 %，碳酸钡0~10 %，五氧化二钒0~25 %，三氧化二锑0~ 5 %，五氧化二磷0~30 %，三氧化二钨0~5 %，氟化钙0~5 %和二氧化钛0~5 %。
[0007] 进一步的，所述高粘度有机载体包括树脂及有机溶剂；所述树脂包括了重量百分 比的乙基纤维素5~30%、丙烯酸树脂1~30%、松香及其衍生物0~10%、酚醛树脂0~ 10%，所述有机溶剂包括了重量百分比的松油醇5~80%、二乙二醇丁醚5~80%、二乙二 醇丁醚醋酸酯5~80%、松节油0~20%、正丁醇0~10%。
[0008] 进一步的，所述无机添加剂为铜-娃_祕纳米合金粉，粒径在1~20纳米，娃含量 质量百分数为1~8%，铋含量质量百分数在0. 1~4%。
[0009] 进一步的，所述的稀释剂为松油醇、松节油、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯， 邻苯二甲酸二乙酯和正丁醇中的一种或两种以上稀释剂的组合。
[0010] 进一步的，所用的有机助剂为ANTI-TERRA-U、ANTI-TERRA-U80、 ANTI-TERRA-U100、BYK-220s、BYK-9076、BYK-9077、BYK-W966、DISPERBYK-110、 DISPERBYK-111、DISPERBYK-112、DISPERBYK-115、DISPERBYK-116、DISPERBYK-2000、 DISPERBYK-2001、S0KALANCP5，S0KALANCP7，S0KALANCP9 和SOKALANCP10 中一种或两种 以上的有机助剂的组合。
[0011] -种铜导电浆料的制备方法，其特征在于所述制备方法为：
[0012] 1)将磷化铜粉与高粘度有机载体、玻璃粉，有机助剂、无机添加剂、稀释剂于三辊 乳机上混合均匀；
[0013] 2)采用300~400目不锈钢丝网进行减压过滤，得到膏状导电铜浆料。
[0014] 进一步的，所述的玻璃粉采用将二氧化硅10~30%，三氧化二铋10~50%，三氧 化二铝1~20%，三氧化二硼0~20%，氧化锌0~20%，氧化铜0~10%，氧化锡0~ 10 %，氧化亚锡0~10 %，碳酸钡0~10 %，五氧化二钒0~25 %，三氧化二锑0~5 %，五 氧化二磷0~30%，三氧化二妈0~5%，氟化妈0~5%和二氧化钛0~5%置于打粉机 中混合均匀后盛于坩埚中，将坩埚置于高温井式炉中在900~1200°C保温5~15分钟后夹 出，倾倒于去离子水中，之后在球磨罐中粗磨成10~50微米的玻璃粉，然后再经过球磨机 球磨至颗粒直径为0. 1~3微米，之后在烘箱中采用50~120°C烘干10~36h得到玻璃 粉。
[0015] 本发明的有益效果为：采用本发明经过表面磷化处理的铜粉，也就是磷化铜粉制 成电极浆料，表面经过磷化处理的铜粉会在表面形成一层磷铜合金膜（或者称为磷铜化 合物），使得铜粉表面的具有可观的磷含量，而且不会引入其他物质，保证了导电金属颗粒 (铜）的含量及烧结后的导电性。此种铜粉在制成导电铜浆料后，在保护气氛下按照正常 的工艺烧结于硅晶太阳能电池片上，铜粉表面的磷会在高温下随着铜及玻璃相穿透减反射 层，渗入电极下面的硅片中，形成重掺杂，降低串联电阻，提高光电转化率。本铜浆的使用省 去了复杂的重掺杂工艺，在金属化电极的形成过程中直接完成重掺杂，工艺简单、不需引入 复杂的重掺杂设备，降低了成本、提高了光电转化率。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合具体实施例对本发明作进一步地说明：一种铜导电浆料，包括重量百分 比的磷化铜粉70~90 %，玻璃粉1~10 %，高粘度有机载体1~10 %，有机助剂0. 1~ 1. 5%，无机添加剂0. 1~1. 5%，稀释剂5~20% ;所述磷化铜粉中含磷量为0. 1 %~ 6.0%，所述玻璃粉直径为0.3~1微米，熔点为350~650°C，平均线膨胀系数为3~ 9X10-6/°C，所述玻璃粉包括重量百分比的二氧化硅10~30%，三氧化二铋10~50%， 三氧化二错1~20 %，三氧化二硼0~20 %，氧化锌0~20 %，氧化铜0~10 %，氧化锡 0~10 %，氧化亚锡0~10 %，碳酸钡0~10 %，五氧化二钒0~25 %，三氧化二锑0~ 5 %，五氧化二磷0~30 %，三氧化二妈0~5 %，氟化|丐0~5 %和二氧化钛0~5 %，所 述高粘度有机载体包括树脂及有机溶剂；所述树脂包括了重量百分比的乙基纤维素5~ 30 %、丙烯酸树脂1~30 %、松香及其衍生物0~10 %、酚醛树脂0~10 %，所述有机溶 剂包括了重量百分比的松油醇5~80%、二乙二醇丁醚5~80%、二乙二醇丁醚醋酸酯 5~80%、松节油0~20%、正丁醇0~10 %，所述无机添加剂为铜-硅-铋纳米合金粉， 粒径在1~20纳米，硅含量质量百分数为1~8%，铋含量质量百分数在0. 1~4%，所述 的稀释剂为松油醇、松节油、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯，邻苯二甲酸二乙酯和正 丁醇中的一种或两种以上稀释剂的组合，所用的有机助剂为ANTI-TERRA-U、ANTI-TERRA-U 80、ANTI-TERRA-U100、BYK-220s、BYK-9076、BYK-9077、BYK-W966、DISPERBYK-110、 DISPERBYK-111、DISPERBYK-112、DISPERBYK-115、DISPERBYK-116、DISPERBYK-2000、 DISPERBYK-2