[发明专利]一种太阳能电池用导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池用导电浆料技术领域，具体的说是一种关于晶体硅太阳能电池正面电极用银导电浆料及其制备方法。

背景技术

目前，晶硅太阳能电池作为主要的太阳能光伏发电单元得以迅速发展。太阳能电池正面导电银浆作为太阳能电池的重要组成部分，电极和硅片间的接触电阻、电极本身的导电率、以及电极的高宽比对其光电转化效率有着直接的影响，成为该行业的主要研究方向之一。此外，电极与光伏焊带的焊接性能是也是评价银浆料的好坏的一个重要指标。

目前，商用晶硅太阳能正面电极的主流的制作方法是采用丝网印刷导电银浆于形成PN节的硅片上，形成高宽比尽可能大的栅线结构，随后经过室温到800℃附近的快速烧结过程，形成与N型扩散层紧密接触的导电电极。在该烧结过程中，通常通过浆料中所含有的腐蚀性玻璃料在升温过过程中熔融沉积，腐蚀溶解N型硅表面的减反射膜（ARC膜）和浆料中的银粉末。随后在降温过程中，银从玻璃料中析出，形成倒金字塔形的银岛，将光生电流传导至上层的银栅线。晶硅太阳能电池的实际输出功率，受该电流通路的电阻影响较大，一般要求银电极自身的低电阻，玻璃层少且薄，且电导率相对较高，银岛的数量多且体积不宜过大，以降低整个回路中的串联电阻，提高晶硅太阳能电池片的整体光电转化效率。

现有技术中，通过改善浆料的工艺或配方来提升太阳电池效率，例如，选择合适的银粉种类或粒径，如采用球状银粉和片状银粉混合，使用超细或纳米粉体；或者通过改善玻璃粉的组成或工艺，促使玻璃粉对硅基底或银粉更好的熔融粘接；或采用添加剂来改善浆料的施工或电性能。专利CN101710497A介绍了一种纳米银导电浆料，采用10-70wt%纳米银颗粒作为功能相，得到具有良好导电性、高分辨率的导电图案，但该类浆料作为晶体硅太阳电池正银浆料则不合适，因为银粉的粒径太小可能导致银粉的熔融温度大大降低，在目前普通的烧结温度下会造成浆料过烧。专利CN101118932中提到采用60-90wt%的导电银粉，1-10wt%的玻璃粉，8-25wt%的有机相，0.05-1wt%的TiO₂粉体或SnO₂粉体作为添加剂，该发明通过添加剂使电池具有良好的综合电性能和机械性能的平衡。但该浆料中的添加剂粉体的熔点都超过1000℃，并且是作为添加剂单独加入导电浆料中，而不是作为玻璃粉的成分，在正电极的烧结温度（900℃左右）下，该类添加剂不会发生熔融，而是作为一个异相存在银-铅-玻璃三相中，对提高电极与硅底层的附着力无益，并且该类异相物在烧结时可能浮于银层之上，导致银电极表面含有该添加剂的杂质，从而降低银电极与光伏焊带的焊接性能。

发明内容

为解决现有技术中太阳能导电浆料的电性能及焊接性能问题，本发明提供了一种太阳能电池导电浆料，包括银粉、玻璃粉、有机载体，其中，所述有机载体包括热塑性丁苯嵌段共聚物（SBS）、助剂、植酸和混合溶剂。其中，热塑性丁苯嵌段共聚物作为本发明所述导电浆料的有机粘合剂，并且采用植酸作为添加剂来增强对银粉的粘结，有机载体中的植酸可作为增粘促进剂改善丁苯嵌段共聚物对银粉的浸润，使得SBS对银粉和硅的粘结作用大大增强，从而大幅度提高浆料的初始粘结力。

本发明还提供了一种太阳能电池用导电浆料的制备方法，包括步骤：将热塑性丁苯嵌段共聚物、植酸、助剂加入到混合溶剂中，溶解，搅拌，得到有机载体；将银粉、玻璃粉混合于上述有机载体中，搅拌，研磨，得到导电浆料。

本发明提供的太阳能电池用导电浆料应用于太阳能电池正面电极，表面状况良好，电性能及焊接性能优良。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供一种太阳能电池用导电浆料，包括银粉、玻璃粉、有机载体，其中，所述有机载体包括热塑性丁苯嵌段共聚物（SBS）、助剂、植酸和混合溶剂。

优选地，根据本发明，以所述导电浆料的总重量为基准，所述银粉重量百分含量为91-95wt%，所述玻璃粉重量百分含量为0.2-2.0wt%，所述有机载体重量百分含量为3.0-8.8wt%。本发明所述导电浆料中的银含量高，玻璃粉含量低，高温烧结后的残留物中的导电银的含量大大提高，因此得到的电极层的欧姆接触电阻大幅度降低，同时，电池的串联电阻也大大减小，填充因子增大，从而电池的光电转换效率也得以提高。