[发明专利]一种太阳能电池用无铅玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种太阳能电池用无铅玻璃粉及其制备方法。

背景技术

玻璃粉是安米微纳的一种机无定型硬质颗粒粉末，生产中使用原料为PbO、SiO2、TiO2等电子级原料混匀后，再高温进行固相反应，形成无序结构的玻璃均质体，化学性质稳定，其耐酸性已远超过氧化铅，是一种易打磨抗划高透明粉料，粒径小、分散性好、透明度高、防沉效果好；经过表面改进，具有良好的亲和能力，并且有较强的位阻能力，能方便地分散于涂料中，成膜后可增加涂料丰满度。

玻璃粉在太阳能电池领域中主要涉及导电浆料的制备，属于导电浆料中必不可少的原料之一，导电浆料通过丝网印刷的方式覆盖于硅基板上，通过烧结在硅基板上形成栅线电极，而玻璃粉在烧结过程中起到至关重要的作用，烧结的过程影响着最后形成的栅线电极与硅基板之间的附着力大小，电池片欧姆接触电阻的高低，从而间接影响太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。

含铅玻璃在作为玻璃粉制备导电浆料时可以使导电浆料制成的栅线电极具有良好的欧姆接触，但含铅玻璃的主要原料氧化铅属于剧毒重金属化合物，属于RoHS标准中明确限制使用的六种有害物质之一。CN 103992038A中公开了一种用于太阳能电池正面银浆的玻璃粉，该专利使用PbO、Pb₃O₄、PbF₂作为玻璃粉的原料，制备出的玻璃粉虽然具有优良的性能，但含铅量过高，不环保。因此，开发一种兼顾环保和高效性能的玻璃粉势在必行。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种环保且高效的太阳能电池用无铅玻璃粉。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单，易于施行的太阳能电池用无铅玻璃粉的制备方法。

一种太阳能电池用无铅玻璃粉，由以下重量百分比的原料构成：18％～24％SiO₂，3％～7％TiO₂，28％～36％Bi₂O₃，1％～4％Al₂O₃，2％～6％ZnO，26％～34％B₂O₃，1％～3％Sb₂O₃，1％～3％Nb₂O₃，各组分重量百分数之和为100％。

优选的，一种太阳能电池用无铅玻璃粉，由以下重量百分比的原料构成：20％～22％SiO₂，4％～6％TiO₂，32％～34％Bi₂O₃，2％～3％Al₂O₃，4％～5％ZnO，30％～31％B₂O₃，1％～2％Sb₂O₃，1％～2％Nb₂O₃，各组分重量百分数之和为100％。

优选的，一种太阳能电池用无铅玻璃粉，由以下重量百分比的原料构成：20％SiO₂，6％TiO₂，34％Bi₂O₃，2％Al₂O₃，4％ZnO，30％B₂O₃，2％Sb₂O₃，2％Nb₂O₃，各组分重量百分数之和为100％。

一种太阳能电池用无铅玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将各组分玻璃粉原料按比例分别称取准备好；

步骤2)将步骤1)所述玻璃粉原料置于坩埚中在常温下混合搅拌均匀；

步骤3)将步骤2)所述承载有玻璃粉原料的坩埚置于高温熔炉中加热至1100℃-1300℃，持续1～2h，熔炼成均匀的玻璃液；

步骤4)将步骤3)所述玻璃液用去离子水进行水淬，形成不规则的玻璃碎薄片；

步骤5)将步骤4)所述玻璃碎薄片置于球磨机中粉碎，持续6～8h，转速设置为250r/min～350r/min；

步骤6)将步骤5)所述球磨好的玻璃粉过筛，筛网目数为200～250目；

步骤7)将步骤6)所述过筛后的玻璃粉置于烘干机中烘干，持续3～5h，温度设置为55～65℃，制得所述太阳能电池用无铅玻璃粉。