[发明专利]一种太阳能电极浆料用无铅玻璃粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种太阳能电极浆料用无铅玻璃粉及其制备方法。

背景技术

硅太阳能电池用的银浆、银铝浆和铝浆是生产硅太阳能光伏电池的关键基础材料。上述浆料主要由银粉铝粉、超细玻璃粉、有机载体和改性剂等原料按一定的比例组成。超细玻璃粉在浆料中的重量百分比一般小于10％，但却起到了非常重要的作用。加入超细玻璃粉以后，可以明显降低烧结峰值温度，使金属铝粉在经峰值温度后形成铝膜，且形成的铝膜表面光滑、不起灰，同时膜与硅片有较强的附着力。此外，玻璃粉对硅片的弯曲有着至关重要的影响。

最常见的玻璃粉组合物有PbO-ZnO-B₂O₃系、PbO-B₂O₃-SiO₂系、PbO-Bi₂O₃-B₂O₃系、PbO-B₂O₃系等。在晶体硅太阳能电池用的正面电极银浆、背面电极银浆和背面电极铝浆的玻璃组分中含有PbO的益处在于有效降低玻璃熔融温度、软化点及电极的烧结温度，并且在高温快速一次共烧时，有助于与晶体硅基体的相互作用，形成与晶体硅的低电阻接触。然而，随着全球节能环保法律法规的不断建立和强化，欧盟、美国、日本等国出台了相关指令和法规，我国信息产业部也制定了《电子信息产业部污染防护管理办法》全面限制或禁止电子产品中使用铅、汞、镉等有毒有害元素。因此在光伏产业中有必要寻找铅的替代物，以符合欧盟ROHS、欧盟REACH对晶体硅太阳能电池用银铝浆的要求。

随着玻璃粉无铅化研究的不断深入，用于替代含铅玻璃粉的材料主要集中在磷酸盐玻璃体系、钒酸盐玻璃体系、硼酸盐玻璃体系以及由上述体系派生的其他玻璃体系。CN200910102946.8公开了一种B₂O₃-ZnO-CaO-Al₂O₃-BaO-Fe₂O₃-SrO玻璃粉体系，该体系具有较低的膨胀系数，化学稳定性好；CN200910102944.9也公开了一种膨胀系数较低的SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-ZnO-MgO-CaO-Li₂O玻璃粉体系。上述的玻璃粉体系的玻璃化转变点及软化点较高，有必要对现有技术中的无铅玻璃粉组分做进一步的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种太阳能电极浆料用无铅玻璃粉组成，并提供一种适用于该太阳能电极浆料用无铅玻璃粉的制备方法，该无铅玻璃粉具有适宜的膨胀系数，化学稳定性好，软化温度适宜，并具有良好的润湿能力，制备方法简单易操作。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：无铅玻璃粉的组分包括50～80wt％的Bi₂O₃、1～20wt％的SiO₂、5～30wt％的ZnO、1～5wt％的Al₂O₃、0.1～10wt％的CaO、0.1～5wt％的MgO和0.1～5wt％的Sb₂O₃。

优选的技术方案为，所述无铅玻璃粉的组分包括：65～80wt％的Bi₂O₃、5～20wt％的SiO₂、5～20wt％的ZnO、2～5wt％的Al₂O₃、1～2wt％的CaO、0.1～2wt％的MgO、0.5～2wt％的Sb₂O₃。

优选的技术方案为，所述无铅玻璃粉的粒度不大于5μm。

本发明的另一个技术方案是，提供了一种太阳能电极浆料用无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

第一步：按以下比例配置原料：50～80wt％的Bi₂O₃、1～20wt％的SiO₂、5～30wt％的ZnO、1～5wt％的Al₂O₃、0.1～10wt％的CaO、0.1～5wt％的MgO和0.1～5wt％的Sb₂O₃；

第二步：将第一步中所述原料充分搅拌混合；