[发明专利]硅太阳能电池正面电极及其主栅浆料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电子器件的制造工艺及其材料技术领域，具体涉及一种硅太阳能电池正面电极主栅用浆料。

背景技术：

随着光伏行业的不断发展，国内外的光伏太阳能生产厂家、浆料生产厂家越来越多，市场的竞争趋向剧烈，如何保证在满足或提高太阳能电池片厂家的性能要求的前提下，有效降低浆料生产的成本、提高产品的竞争将成为浆料生产厂家的重点研究对象。目前太阳能电池片生产厂家在背面电极方面均采用低银含量的背电极浆料以及改变背电极的图形设计减少用银量，能有效降低太阳能浆料背电极的生产成本；而对于正电极生产厂家一方面通过减少细栅线的宽度尺寸来降低细栅线的用浆量，但对正银浆料的印刷过网性要求相对更高，另一方面采用镂空主栅设计，以减少银浆用量，但对后期组件制造时的焊接可靠性会有影响，对组件长期使用的稳定性带来一定程度的风险。

太阳能电池正面电极设计的主栅线和细栅线在功能是起着不同作用的。细栅的功能主要是收集电池表面由于光照所产生的光电子流，它需要与电池的硅基材产生优良的欧姆接触。主栅线的主要功能是收集细栅线的电流并且提供组件制作时的焊接点，它需要与焊带产生优良的焊接结合力和无电阻接触。目前传统的硅电池制造采用一次丝网印刷工艺制作正面电极，其主栅和细栅均使用同种银浆，即不能充分发挥两种栅线材料功能的最优化，又浪费材料的使用。

另一方面可用低银含量的主栅电极浆料取代传统的高银含量正银用作电池片正电极的主栅，从而减少传统高银含量正银的用量降低生产成本。

再一方面，通过材料设计，主栅浆料的材料在烧结后只与电池表面的钝化层材料(如氮化硅，氧化硅等)发生结合，提供优良的机械结合力。但并不与构成硅电池的P-N结材料产生金属化欧姆接触，这样可以有效减少电池表面光电子的复合，提高电池的光电转化效率。

另外，主栅浆料相对比传统的正银浆料能够进一步提高焊接后的拉力。

发明内容：

本发明的目的是提供硅太阳能电池正面电极及其主栅浆料的制备方法，它可以保证各种组分良好的分散性，轧制后得到均匀细腻银的电极浆，烧结后使硅太阳能电池片产品具有良好、稳定、均匀的电气性能。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明硅太阳能电池正面电极制作方法为：1)采用分两次丝网印刷分别印制主栅和细栅的电极；2)在印制主栅和细栅电极时分别采用不同的含银浆料或银浆；3)主栅电极的厚度在烧结后小于细栅电极的厚度。

所述的主栅电极的厚度为5.5微米至13微米。

本发明正面电极主栅浆料的材料在烧结后可以与电池表面的钝化层材料(如氮化硅，氧化硅等)发生结合，提供优良的机械结合力，并且可以与焊带产生优异的焊接结合力。

所述的正面电极主栅浆料的材料在烧结后与焊带产生的焊接结合力在约2.0N/mm。

本发明在相同的烧结条件下，主栅电极与硅基材的接触电阻是细栅电极与硅基材的接触电阻的10-500倍以上。

本发明硅太阳能电池正电极主栅浆料的组成和重量百分比为：细颗粒近球状银粉60wt％-75wt％、小粒径的片形银粉2.5wt％-10wt％、玻璃粉1wt％-3wt％、有机载体15wt％-40wt％。

所述细颗粒近球状银粉的粒径为0.5μm-2.5μm，振实密度为3.0-4.0g/ml。

所述的小粒径的片形银粉的粒径为2.5～5μm，振实密度为2-3.5g/m1。

所述的玻璃粉为PbO-B₂O₃-SiO₂玻璃体系，软化温度在450到550度。

所述的有机载体为高分子树脂和溶剂，其重量百分组成为高分子树脂2～4.0wt％，溶剂13～28wt％。

所述的高分子树脂为乙基纤维素、丙烯酸树脂中的一种或几种。

所述的溶剂为松油醇、丁基卡必醇酯中的一种或几种。

制备工艺为：将各组分按配方配制好后，经搅拌混合后利用三辊研磨机充分研磨辊轧，达到一定的细度即可。

本发明具有以下有益效果：

1)、选用小颗粒银粉可以在烧结过程减少玻璃的使用量就能使银电极到达良好的结晶状态，从而减少玻璃过多而对硅片的影响有效保证产品性能的稳定。

2)、选用小颗粒银粉能够在烧结过程中450-600度的温度段中，出现比使用大颗粒银粉或传统正银浆料要大的电极收缩现象(比背银要小得多)、以达到主栅电极烧结后因收缩特性而得到较窄的主栅电极宽度，从而提高的太阳能硅片的有效采光面积、提高太阳能片的转化效率。