[發明專利]晶硅太陽能電池背電極形成用無鉛銀導電漿料的組成及制備方法

有效

• 申請號: 201210166984.1
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102768871A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 楊榮春;楊銳昌;熊勝虎;楊華
• 申請（專利權）人: 杭州正銀電子材料有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00;H01L31/0224;C03C12/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本發明屬于太陽能電池新材料領域，特別涉及一種晶硅太陽能電池背面電極形成用的無鉛銀導電漿料的組成及制備方法。

背景技術

晶硅太陽能電池是一種將太陽光能轉化為電能的半永久性物理電池，隨著化石（石油，煤炭，天然氣等）能源的極度消耗，產生的能源枯竭以及日益嚴重的溫室效應，人類對新型清潔能源的需求變得越來越迫切。在未來漫長的時間里，太陽將是人類清潔能源的有效提供者，目前，晶硅太陽能電池是將太陽能轉化為民用能源有效器件之一，它的應用范圍正從航天、軍事擴展到人們的日常生活，在不產生新的污染的同時，成本的降低將使太陽能電池得到更為廣泛的應用。

現有的晶硅太陽能電池的結構如圖1所示，該電池包括摻有硼（B）的P型硅基體1，磷（P）重摻雜的N型發射極2，SiN_X防反射層3，背場P+層4，正面銀電極5和背面銀電極6。

銀導電漿料通過厚膜工藝（印刷，燒結）在晶硅太陽能電池的背面形成銀電極，可實現太陽能電池片之間的相互聯接以及電流的輸出。要求銀電極與基材要有良好的附著力，單位面積上耗銀量盡可能少，可靠性好，由于銀是化學性質相對穩定的貴金屬，銀導電漿料燒結膜層的性質（導電性，附著力，可靠性）在燒結條件一定的情況下取決于銀導電漿料中作為無機粘結相的玻璃粉，由于PbO是一種非常好的助熔劑，能有效降低玻璃的軟化點和表面張力，增加對基材的浸潤性，所以現有晶硅太陽能電池背面電極形成用的銀導電漿料均采用含Pb低熔點玻璃作為無機粘結劑。

???從2006年7月1日起，所有含鉛，鎘，汞，六價鉻，聚溴二苯醚和聚溴聯苯，六種有害物質的家電以及其他電子電氣設備已禁止在歐盟市場銷售。為減少對環境的不良影響，電子材料也必須達到歐盟的要求。對晶硅太陽能電池背面電極形成用的銀導電漿料要符合歐盟要求，最主要的難點是要找到一種無鉛玻璃來替代以往的有鉛玻璃，并達到電性能，附著力，可靠性等方面的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶硅太陽能電池背電極形成用無鉛銀導電漿料，該銀導電漿料無鉛，無鎘，經過印刷燒結，可在晶硅太陽能電池背面形成焊接性能好，附著力強，可靠性高的銀電極。

本發明還提供所述晶硅太陽能電池背電極形成用無鉛銀導電漿料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種晶硅太陽能電池背電極形成用無鉛銀導電漿料，該漿料主要由以下按質量百分比計的原料混合而成：銀粉60-70%，無機玻璃粉1-10%，有機粘合劑25-35%，無機添加劑0.5-1%。本發明的無鉛銀導電漿料印刷在晶硅太陽能電池的背面，經紅外快燒工藝（硅片表面實際峰值溫度780-810℃，峰值時間1-2S），在晶硅太陽能電池片的背面可形成高附著力、高可靠性銀電極。

作為優選，所述銀粉為液相還原法制備的球形銀粉，其純度≥99.95%，平均粒徑為0.5-1.5μm，比表面積1.0-1.5%㎡/g，振實密度4.0-4.5g/ml。

作為優選，所述的無機玻璃粉為Ba-B-Zn-Si系低熔點玻璃，其無機成分以及相應質量百分比如下：BaO???20-50%，SiO₂???1-20%，B₂O₃???20-30%，ZnO????20-30%。

作為優選，所述無機玻璃粉的制備方法如下：將氧化物B2O3-BaO-SiO2-ZnO按比例混合，放入石英坩堝中，1200℃保溫1小時，水淬后加入聚氨酯罐內球磨，球磨罐內6mm氧化鋯球、純水和無機玻璃混合料的質量比為3:2:1，填充量為球磨罐體積的三分之一到三分之二，球磨時間為12-20小時，所得平均粒徑≤8.0μm的無機玻璃粉作為銀導電漿料的無機粘合劑。

作為優選，所述有機粘合劑按質量百分比計的組成如下：乙基纖維素?5-20%，松油醇20-60%，丁基卡必醇20-60%。

作為優選，所述有機粘合劑的制備方法如下：將松油醇和丁基卡必醇混合，加熱至60℃-80℃，攪拌下加入乙基纖維素，恒溫持續攪拌1-2小時，直到成為完全透明溶液作為有機粘合劑。

作為優選，所述的無機添加劑是從Ti，Zn，Fe，In四種金屬，以及Ti，Zn，Fe，In的氧化物粉末中選擇一種，其平均粒徑≤0.5μm，純度大于99.9%。