[发明专利]一种太阳能电池背面银浆用玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池背面银浆用玻璃粉及其制备方法。

背景技术

太阳能电池在太阳光照射后产生的电子-空穴对电流，需由电池片的正、背电极导入外电路，电极的可靠性和电阻率直接关系到太阳能电池的稳定性和光电转换效率，主要影响因素是电极对硅片的附着力和电极与硅片之间的接触电阻。

电极对硅片的附着力，是通过浆料中的玻璃粉在高温烧结时熔融后与硅片之间产生的物理化学反应形成。在烧结过程中，玻璃粉熔化成玻璃液后润湿硅片，与硅片发生氧化还原反应，形成富硅反应层。高温烧结结束，随着温度的下降，富硅反应层中的硅一部分重新在硅片上结晶生长；部分硅氧化，其Si-O键与玻璃结合在一起，在电极与硅片之间形成一层玻璃粘接层，由此提供电极与硅片的附着力。

众所周知，玻璃是一种绝缘材料，其电阻值与厚度成正比关系，而背电极的烧结形成离不开玻璃，背电极的可焊性和耐焊性同样离不开玻璃。因此，在提供可靠附着力时必须考虑电极串联电阻。

影响太阳能电池背电极与硅片的附着力主要三个因素如下：

1、太阳能电池背电极与硅片之间玻璃粘接层的厚度和粘接区域的大小。粘接层太薄附着力不够，太厚则影响隧穿效应，增加电极与硅片之间的接触电阻影响太阳能电池的转换效率；

2、背电极的可焊性。可焊性与电极表面无机非金属玻璃含量和分布区域有关，含量高可焊性差，可形成虚焊甚至不上锡，玻璃与银粉润湿性不匹配和浆料中玻璃粉含量高都会使电极表面玻璃相对过多。

3、背电极的耐焊性。电极烧结致密性、银粉重结晶度以及银晶界处玻璃相析出量与耐焊性密切相关。电极致密重结晶度高，耐焊性好，银晶界处适当玻璃相析出也有助于电极的耐焊性。在电极烧结中，玻璃粉是银粉重结晶和烧结致密的助烧剂，玻璃粉含量低，银浆烧不熟，结晶和致密性差，玻璃粉含量高，电极表面玻璃相过多会使可焊性变差或产生虚焊，同时提高电极电阻。

为了高效稳定地输出太阳能电池产生的光生电流，得到高光电转换效率，背电极与硅片之间的附着力要高，接触电阻要低。换言之，要求浆料中的玻璃粉应具有尽可能低的含量，但同时要保证电极足够高的附着力。太阳能电池的有效使用寿命超过二十年，使用期间电池的稳定性和可靠性及其重要，拉脱力是重要的保证指标之一。

目前市场上太阳能电池片背电极有三段式、五段式、七段式等，电极拉脱力范围在3.0-5N，有专利申请达到5.5N；玻璃粉在浆料中的含量通常3-8wt％，甚至更高，以便为电极提供足够的拉脱力；浆料中银粉含量≥58wt％，这样就造成了银粉的大量浪费，因此急需一种既能够满足拉脱力又减少玻璃粉中银粉含量的太阳能电池背面银浆用玻璃粉及其制备方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能电池背面银浆用玻璃粉及其制备方法，以本发明的玻璃粉制备的太阳能电池背电极在烧结后，拉脱力≥6N，太阳能电池片光电转换效率：多晶硅≥17.5％，单晶硅≥19％。