[發(fā)明專利]一種高粘合穩(wěn)定性的太陽(yáng)能電池用銀鋁漿料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610266482.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105679410B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳立新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰市天邦涂料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01B1/22
• 分類號(hào): H01B1/22;H01L31/0224;C03C8/24
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11590
• 代理人: 林輝輪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電漿料，特別涉及一種太陽(yáng)能電池用銀鋁漿料，屬于電子領(lǐng)域消耗材料。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，是一種新興的綠色能源，能夠有效的利用太陽(yáng)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，減少二氧化碳的排放，保護(hù)自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

太陽(yáng)能電池通常需要在強(qiáng)烈的陽(yáng)光下工作，吸收太陽(yáng)能輻射的光能，并將其轉(zhuǎn)化為可以輸送和利用的電能。由于太陽(yáng)能電池工作需要長(zhǎng)時(shí)間工作在強(qiáng)光照射的環(huán)境下，要求太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性極高。其中，較為突出的一項(xiàng)就是太陽(yáng)能電池對(duì)于高溫的穩(wěn)定性。太陽(yáng)能電池中各個(gè)連接構(gòu)件都需要經(jīng)受溫度變化的嚴(yán)峻考驗(yàn)，特別是太陽(yáng)能電池中的電極尤其重要。因?yàn)殡姌O是太陽(yáng)能電池輸送電能的第一道關(guān)口，一旦電極出現(xiàn)的問(wèn)題那么太陽(yáng)能電池的整體工作效率/品質(zhì)都會(huì)受到影響，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)?dǎo)致太陽(yáng)能電池報(bào)廢失效。

安裝太陽(yáng)能電池的地點(diǎn)通常是日照充足、空曠的戶外，太陽(yáng)能電池在強(qiáng)烈的日照期間溫度升高可以達(dá)到70℃以上，而在夜間溫度則可以降低至零下10℃以下。如此高的溫度差，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池內(nèi)部的結(jié)合層之間容易出現(xiàn)膨脹/收縮應(yīng)力，長(zhǎng)期如此反復(fù)，電極和基板之間微小的收縮系數(shù)差都可能造成嚴(yán)重的傷害，并最終導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的失效。

現(xiàn)有的電極通常是采用絲網(wǎng)印刷制成的，常用的漿料有銀漿料、鋁漿料和銀鋁漿料，這些漿料在制備的時(shí)候已經(jīng)決定了其燒結(jié)形成的電極的成分及膨脹系數(shù)，而由于漿料本身的特性決定，使得無(wú)論后續(xù)加工燒結(jié)過(guò)程怎么精確控制，都無(wú)法完全克服電極的膨脹系數(shù)差，既電極和基板在使用過(guò)程中存在的脫落風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的電極和太陽(yáng)能電池基板膨脹系數(shù)缺少控制的不足，提供一種太陽(yáng)能電池用銀鋁漿料。本發(fā)明的太陽(yáng)能電池用銀鋁漿料成分選擇合理，配合比例優(yōu)化充分，最終燒結(jié)得到的電極能夠和太陽(yáng)能電池基板之間保護(hù)極低的膨脹系數(shù)差，進(jìn)而保證太陽(yáng)能電池基板和電極能夠在工作過(guò)程中長(zhǎng)期保持良好的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電極翹曲、脫落等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種太陽(yáng)能電池用銀鋁漿料，包括重量百分比的以下成分：導(dǎo)電金屬粉料65-80％、玻璃粉7-16％、有機(jī)粘結(jié)劑6-17％、助劑0.8-1.5％，總計(jì)100％。

所述導(dǎo)電金屬粉料由銀粉和鋁粉組成，銀粉和鋁粉的重量比例為：8：1-5：3。

所述玻璃粉包含以下成分組成：SiO₂ 3-17％，TiO₂ 1-2％，Bi₂O₃ 35-55％，Al₂O₃4-8％，SrCl₂ 1-7％，B₂O₃ 15-38％，SnO₂ 2～5％，CaO 0.1～2％，總計(jì)100％。

本發(fā)明的銀鋁漿料采用銀粉和鋁粉共同作為混合的導(dǎo)電金屬粉料，通過(guò)優(yōu)化導(dǎo)電金屬粉料的比例，有助于使銀鋁漿料在燒結(jié)后形成的混合金屬電極具有適宜的熱膨脹系數(shù)；同時(shí)，本發(fā)明的玻璃粉中特別添加一定量的碳酸鈣和/或碳酸鎂，利用堿金屬的碳酸鹽，實(shí)現(xiàn)對(duì)于銀鋁漿料的后續(xù)燒結(jié)結(jié)構(gòu)控制調(diào)整，通過(guò)碳酸鹽的燒結(jié)過(guò)程中釋放出微量的氣體，實(shí)現(xiàn)電極結(jié)構(gòu)的多孔化，最終使得漿料膨脹系數(shù)小，實(shí)現(xiàn)電極的粘結(jié)牢固性提升。即可以實(shí)現(xiàn)電極的熱膨脹系數(shù)可控。當(dāng)漿料被印刷到基板上，燒結(jié)形成太陽(yáng)能電池電極后，能夠在正常的使用過(guò)程中保持適宜的熱膨脹系數(shù)。通過(guò)控制電極的熱膨脹系數(shù)和基板保持高度一致，可以更加有效的確保太陽(yáng)能電池在正常使用過(guò)程中，電極和基板之間結(jié)合的牢固性，不易發(fā)生異常的翹曲或脫落。

其次，本發(fā)明的玻璃粉成分配合比例適宜，采用氧化鉍和氧化硼作為二氧化硅的替代物，由于氧化鉍和氧化硼兩者具有良好的協(xié)同性，替代部分二氧化硅后形成的玻璃粉基礎(chǔ)相的主體結(jié)構(gòu)，具有更好的穩(wěn)定性和熔化特點(diǎn)，能夠在燒結(jié)過(guò)程發(fā)揮更好的粘結(jié)作用，燒結(jié)固化的電極和太陽(yáng)能基板的新和度更好，更能夠穩(wěn)定的粘結(jié)在其上，保證電極的穩(wěn)定性和耐久性。特別是氧化鉍和氧化硼的用量比例控制在接近2：1左右時(shí)，協(xié)同性最佳，銀漿料的易燒結(jié)性和粘結(jié)性最佳。氯化鍶加入后，能夠和氧化硼配合形成協(xié)同作用，能夠最大程度的降低燒結(jié)溫度。但是，氯化鍶的應(yīng)用對(duì)于玻璃粉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及耐磨性有不良影響，不宜過(guò)量使用。本發(fā)明中使用氯化鍶的用量經(jīng)過(guò)精心考量得出的最佳用量范圍。