[發明專利]一種Ag(V,Nb)/稀土晶體硅太陽電池合金漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410161164.2
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103943167A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王鶴;楊宏;姜云
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01B1/16
• 分類號: H01B1/16;H01B1/22;H01B13/00;H01L31/0224
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于晶體硅光伏電池的制備領域，具體涉及一種Ag(V,Nb)/稀土晶體硅太陽電池合金漿料及其制備方法。

背景技術

光伏電池作為一種直接利用太陽能的光電轉換器件，一直在向兩個方向發展，一個是降低光伏電池的生產成本，一個是提高光伏電池的光電轉換效率。同時，光伏電池的可靠性也是一個值得關注的問題。

晶體硅光伏電池具有效率高、性能穩定的優點，在未來幾十年里將會是是光伏發電的主力。現有的晶體硅光伏電池制造工藝過程如下：

先對硅片進行檢驗，再清洗制絨、擴散制結、刻蝕、去磷硅玻璃、鍍減反射膜、絲網印刷、燒結，最后測試分選。

在絲網印刷工藝中需要絲網印刷銀漿料，然后燒結制作前電極。

當前銀漿料存在的主要問題有：

1.銀漿料價格昂貴，占整個電池成本的比例高達17%，導致發電成本居高不下；

2.全球銀總儲備量有限，未來太陽能光伏發電要成為人類能源主力，那么全球所有的銀不能滿足這個要求；

3.漿料燒結后附著力差，影響光伏組件的可靠性；前電極接觸電阻較大，導致電池串聯電阻增加，光電轉換效率低。

銀漿的質量和性能對太陽電池的性價比有著極大的影響。

銀的電阻率是1.586*10^-8Ω.cm，是所有金屬中導電性能最好的，除此之外，銀還具有抗氧化性好、性能穩定等優點，用于晶體硅太陽電池電極時，可在空氣中高溫燒結。但是，其價格昂貴，資源短缺，與硅形成的接觸勢壘也較高，不利于降低太陽電池的串聯電阻和提高效率。銀和硅的附著力太差，只能依靠漿料中的粘結相提高其電極附著力，還有銀離子固有的遷移問題也是造成太陽電池組件提前失效的原因之一。而銅的價格便宜,電阻率為1.678*10^-8Ω.cm,被廣泛應用于導電涂料、電極材料、催化劑等領域。但是超細銅粉的化學性質比銀活潑得多，容易發生氧化，在銅的表面生成Cu₂O和CuO薄膜。而且銅粉粒度越細，其比表面積越大，氧化速度也就越快,所以無法在太陽電池工藝中通過廉價的高溫燒結工藝形成電極。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種Ag(V,Nb)/稀土晶體硅太陽電池合金漿料及其制備方法，其減小了絲網印刷銀漿與硅基底的接觸電阻，增強了電極附著力，同時，減小了金屬銀的消耗，提高了晶體硅太陽電池效率，降低了電池成本。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種Ag(V,Nb)/稀土晶體硅太陽電池合金漿料，按質量份數計包括，玻璃粘結劑0.1-0.4份，超細銀粉7.5-8份，超細VO₂粉末和超細Nb₂O₃粉末的混合物0.2-0.5份，稀土粉末0.1份、有機粘合劑1-1.4份和0.3-0.4份稀釋劑。

所述玻璃粘結劑是通過以下方法制得的：按質量百分數計，將45%-50%的Bi₂O₃，25%-30%的ZnO，2%-5%的Al₂O₃，20%-25%的B₂O₃，1%-5%的SiO₂，1%-5%的CaO，1%-5%的TiO₂混合均勻，得到玻璃粘結劑。

所述超細銀粉的平均粒徑范圍為0.2-2um；超細VO₂粉末、超細Nb₂O₃粉末的粒徑均小于5um。

所述稀土粉末為Ce、Eu或Gd粉末。

所述有機粘合劑是通過以下方法制得的：按質量份數計，將0.3-0.8份的乙基纖維素，0.5-1.0份的松油醇，0.3-0.6份的氯醋樹脂，0.3-0.7份的酚醛樹脂混合，再加入8-9份溶劑加熱至95-120℃，攪拌至完全溶解后得到透明的有機粘合劑。

所述溶劑為乙二醇乙醚或醋酸丁酯。

所述稀釋劑為松油醇或石油醚。

所述超細VO₂粉末和超細Nb₂O₃粉末的混合物中超細VO₂粉末的質量分數為60-70%。

一種Ag(V,Nb)/稀土晶體硅太陽電池合金漿料的制備方法，包括以下步驟：