[发明专利]太阳能电池用导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法。

背景技术

伴随着传统能源的日渐枯竭、环境污染问题的日益加剧，新能源的开发和应用已经成为了人类研究的热点。取之不尽用之不竭、绿色无污染的太阳能是新能源开发利用的重点之一。

导电浆料是制作硅基太阳能电池的重要材料。硅基太阳能电池一般通过将导电浆料印刷在硅基材上，然后干燥和烧结制备背电场和电极。现有的导电浆料主要由功能性粉体（金属粉）、无机玻璃粉、有机载体混合搅拌并轧制而成。金属粉一般为银粉与铝粉。无机玻璃粉的制备方法是采用将氧化物物料混合、高温熔融，水淬研磨而成。该方法工艺简单，成本低廉，但是由于熔制温度高，导致某些组分挥发（如B₂O₃），造成成分偏离；特别是，该方法制备的玻璃粉颗粒较大，烧结过程中容易出现桥跨现象，导致硅与导电金属形成的合金层中出现孔隙增多，致密度降低，从而导致电池光电转化效率等性能下降，尤其是金属膜层与硅层附着力不高，对于目前绝大多数的铝浆，丝印烧结后与硅基底的附着力平均值在25N/cm以下，而对银浆，电极与焊带的焊接强度也不高，并且随着电池技术的发展，向光电极宽度的细化、背光电极的分段设置等技术的出现，也导致了电极与硅基底以及焊带的接触面积进一步减小，同时也对导电浆料的附着力以及焊接性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明为了解决现有导电浆料会导致硅与导电金属形成的合金层中出现孔隙增多，致密度降低，电池性能下降，同时与硅层附着力和与焊带的焊接强度不高等问题，提供一种制备烧结过程中不会出现桥跨现象，与硅层附着力和与焊带的焊接强度都得到较大提高，且烧结温度较低的导电浆料及其制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，所述无机玻璃粉的D₅₀为100~300nm，D₁₀为 10~ 70nm，D₉₀为400~700nm。

优选，无机玻璃粉通过溶胶-凝胶法制得，意外得到粒径小于1μm，且粒度分布均匀的玻璃粉，同时掺杂均匀。

本发明的第二个目的是提供上述导电浆料的制备方法，步骤包括：

S1、将含有金属硝酸盐的溶液与硅酸酯、硼酸酯的混合物在pH=0.5~2下混合得凝胶体系；

S2、将步骤S1所得凝胶体系烘干、煅烧、粉碎得无机玻璃粉；

S3、将步骤S2所得无机玻璃粉和导电金属粉分散于有机载体中，研磨得导电浆料。

本发明的导电浆料的印刷烧结后形成硅铝或者硅-银合金层致密均匀，金属膜与硅基底的附着力良好，银电极与焊带的焊接强度高，电池片的弯曲度小，光电转换效率高。推测原因可能因为本发明采用的玻璃粉属于纳米级，粒度分布均匀，在烧结过程中不会出现桥跨现象，可对导电金属进行有效的填充，形成硅铝或者硅-银合金层致密均匀，厚度也会增加，电池性能提高，同时金属膜与硅基底的附着力也会增强，银电极与焊带的焊接强度也会增加，进一步提高电池电性能。同时纳米级的玻璃粉在烧结时也可以对导电金属粉形成更好的助熔作用，可有效降低金属粉熔点，与普通导电浆料相比，本发明导电浆料的峰值烧结温度稍低，不仅降低了能耗，而且也降低了电池片的弯曲程度。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种太阳能电池用导电浆料，包括导电金属粉、无机玻璃粉及有机载体，其中，无机玻璃粉的D₅₀为100~300nm，D₁₀为 10~70nm，D₉₀为400~700nm。制备烧结过程中不会出现桥跨现象，与硅层附着力和与焊带的焊接强度都得到较大提高，且烧结温度较低，制备的太阳能电池的光电转化效率高，电池的弯曲度小。

优选，无机玻璃粉的比重为5.0~7.5。无机玻璃粉的软化点在400~550℃之间。进一步提高太阳能电池用导电浆料的性能。