[发明专利]一种纳米硅磷浆及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米硅磷浆，其特征在于，包括以下组分：

磷包覆纳米硅粉： 10～30份；

添加剂：         5～15份；

有机溶剂：       50～85份；

所述磷包覆纳米硅粉含磷，磷的重量百分比浓度为5～20%；

所述添加剂的组分为10～30份氧化铅、20～60份聚磷酸三甲基硅和30～70份松油醇；

所述有机溶剂为松油醇或檀香。

2.如权利要求1所述的纳米硅磷浆的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

（1）采用等离子高温气化将10～100微米级硅粉制得平均粒径50nm的纳米硅颗粒，利用活性气体对纳米硅进行活化处理，将一种溶剂混合物喷雾气化，收集纳米硅粉，得到纳米硅悬浊液；将悬浊液导入回流冷凝圆底烧瓶，引入一定量的接枝化合物，在60～230℃温度下回流2～5小时，蒸发除去溶剂，得到磷包覆纳米硅粉；

（2）取步骤（1）制得的磷包覆的纳米硅粉10～30份，向其中加入20～80份的檀香，待硅粉完全湿润后，用2000rpm自传速度和800rpm公转速度对硅粉进行搅拌2～10分钟制得磷包覆的纳米硅悬浊液；

（3）合成添加剂：在有氮气保护下的三颈圆底烧瓶中，按一定比例加入六甲基二硅氧烷、五氧化二磷和松油醇，接入回流管，搅拌10～30分钟至混合均匀，然后加热至沸腾，温度为150～350℃，回流2～4小时，冷却至室温后，收集粘稠状的混合体在塑料容器里,得到聚磷酸三甲基硅；分别取10～30份氧化铅、20～60份聚磷酸三甲基硅和30～70份松油醇，搅拌均匀即得添加剂；

上述六甲基二硅氧烷、五氧化二磷和松油醇的添加比例为5～10份六甲基二硅氧烷、5～10份五氧化二磷和20～50份松油醇；

（4）取步骤（3）制得的5～15份添加剂和步骤（2）制得的10～30份纳米硅悬浊液，用2000rpm自转速度和800rpm公转速度进行搅拌2～10分钟制成最终产品即纳米硅磷浆。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中喷雾气化的混合溶剂的组成为1～5份三辛基氧化磷、5～15份稀丙基磷酸二乙酯和20～50份异丙醇；所述活性气体为氢气；所述接枝化合物是烯烃或炔烃的一种或多种的混合物。

4.利用权利要求2～3任一项所述制备方法制得的纳米硅磷浆应用于制备选择性发射极电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：1、硅片清洗制绒；2、POCl₃扩散；3、清洗磷硅玻璃；4、沉积SiNx减反射层；5、印刷、烘干纳米硅磷浆；6、印刷、烘干背面银浆和铝浆以及正面银浆；7、烧结金属电极。其特征在于，所述步骤1～4为常规生产电池的工艺，所述步骤5、6、7具体为：

步骤5：使用邵氏硬度75～90的PU刮条将纳米硅磷浆均匀地涂铺在300～400目的网版上；在刮条与网板30～60度角的方向施加70～90N的印刷压力，以150～200mm/s的印刷速度，将纳米硅磷浆印刷在硅片的SiNx减反射层上面；室温干燥2～5分钟后，缓缓升温至150～400℃，烘干5～20分钟除去溶剂等挥发性物质；

步骤6：使用具有对位功能的丝网印刷机，在纳米硅磷浆上面印刷正面银浆，在200～400℃温度下烘干2～5分钟，除去溶剂等挥发性物质；

步骤7：a、以每分钟30～200℃的速度升温至400～600℃，延续1～5分钟；b、以每分钟30～200℃的速度升温至650～800℃，延续1～60秒钟；c、冷却至室温。

5.根据权利要求4所述制备选择性发射极电池的方法，其特征在于，当完成步骤5后，将印有纳米硅磷浆的硅片经干燥后于扩散炉中，扩散温度在800～830℃之间，扩散时间为10～40分钟，进一步将磷驱入磷浆覆盖区，然后进行步骤6的操作。

6.利用权利要求4～5任一项所述制备方法制得的选择性发射极电池的结构，其特征在于：包括硅片，所述硅片上沉积有氮化硅减反射层，所述氮化硅减反射层上印有纳米硅磷浆，所述纳米硅磷浆穿透氮化硅减反射层与所述硅片直接接触，所述纳米硅磷浆上印有银浆作为银栅线。