[發明專利]一種晶體硅太陽能電池背電極用低串阻銀漿及其制備方法

有效

• 申請號: 201610578117.7
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN106409379B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 陳曉蕾;楊貴忠;陳志鵬;李茂林;葉小敏
• 申請（專利權）人: 江蘇國瓷泓源光電科技有限公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01L31/0224;H01B13/00
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙)32247
• 代理人: 杜興

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽能電池背面電極用銀漿，具體涉及一種晶體硅太陽能電池背電極用低串阻銀漿及其制備方法。

背景技術

晶體硅太陽能電池是一種將太陽能轉化為電能的半導體器件。由背面銀漿經絲網印刷、燒結形成的背面電極是太陽能電池片的重要組成部分，背面電極必須要提供優良的附著力與可焊性，同時有更低的接觸電阻和高的光電轉化效率，以保證電池片組件的穩定可靠性。

目前市面上的晶體硅太陽能電池背面銀漿存在以下不足：

1.銀電極與硅基片之間附著力差，電池片使用壽命短；

2.銀電極可焊性、耐焊性差，出現虛焊過焊等現象，電池片報廢率高。

3.漿料中使用的銀粉為球形銀粉，燒結中收縮大，導致燒結后膜層致密性差，方阻偏高，電性能較差。

針對上述提到的燒結中銀粉收縮大，有選用高結晶度的銀粉作背銀漿料的導電相，但高結晶度的銀粉需要的燒結溫度高，不利于綠色節能的發展趨勢。現有技術中，對于電極膜層的致密性大多通過不同形貌、不同粒徑或不同制備方法的銀粉的優化搭配來實現(CN 103854719 A，CN 103956197 A)以及選用同粒徑的銀粉與銅粉填充銀粉間間隙，以提高膜層的堆積密度，增加粒子間接觸面積，降低膜層收縮力，從而提高導電能力(CN 102831949 A，CN 102831954 A)，而針對背面銀漿中銀粉經高溫燒結時易收縮的特性，本發明提供一種晶體硅太陽能電池背電極用低串阻銀漿及其制備方法，該背面銀漿經高溫燒結時，銀粉收縮程度小，能夠很好地保證電極膜層的均勻性。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的不足，提供一種晶體硅太陽能電池背電極用低串阻銀漿及其制備方法，該背銀漿料經印刷燒結后形成的電極銀膜層致密且均勻，與硅基板的焊接拉力優異，同時，還可以降低背電極的串聯電阻，從而提高光電轉化效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種晶體硅太陽能電池背電極用低串阻銀漿，其特征在于，其配方包括：球形銀粉、玻璃粉、有機溶劑和助劑，助劑中包含增稠劑和網狀結構的抗收縮添加劑，銀漿中抗收縮添加劑的重量百分比為0.05～5％，抗收縮添加劑的熔點高于700℃且網孔孔徑不小于銀粉的平均粒徑，抗收縮添加劑的孔率為40～80％。

抗收縮添加劑的熔點優選高于700℃，以保證在漿料的燒結過程中，該抗收縮添加劑能夠不熔融或小部分的熔融以保留其網狀的結構，該抗收縮添加劑所具有的網狀結構使其可以作為支撐銀膜的骨架，有助于降低背面銀漿燒結過程中所產生的燒結應力，進一步降低背面銀漿燒結時的收縮率，從而提高背面電極銀膜層的均勻性，最終能夠降低太陽能電池的串聯電阻和提高其光電轉換效率。抗收縮添加劑的用量過小，則抗收縮能力較差，其用量過大，則會影響漿料的電性能。抗收縮添加劑的孔率太小，抗收縮作用不明顯或燒結中形成大的阻隔相從而影響電性能，其孔率太大，對背銀的附著力有不利影響。

優選的技術方案為，所述抗收縮添加劑由組分A或組分B或組分A、B的組合組成，組分A為選自Au、Ag、Cu、Ni、碳納米管中的至少一種，組分B為選自ZnO、WO₃、NiO、Al₂O₃、CuO、SnO₂、TiO₂、SiO₂中的至少一種。組分A和組分B所具有的網狀結構可以降低背銀漿料高溫燒結時的收縮率，同時，組分A的加入對背銀漿料電性能的保持或提高有利，而組分B有利于提高背銀漿料的焊接拉力，因此將上述兩種組分按一定比例復配，可以使背銀漿料在具有低的燒結收縮率的前提下，同時兼具良好的導電性能和焊接拉力；另外，上述抗收縮添加劑的種類均為導電銀漿的常規組分，不僅與背銀漿料的相容性較好，而且避免了新的雜質相的引入。

優選的技術方案為，所述抗收縮添加劑的尺寸為0.1～5μm，網孔孔徑0.1～3μm。網孔孔徑＜0.1μm時，不能夠使大部分的未熔融的銀粉和玻璃粉穿過網孔，以致于在漿料燒結時，使玻璃粉對銀粉的助熔助燒效果以及玻璃粉對硅基板的粘結強度、銀硅合金的形成均受到不利的影響，即不利于背銀漿料電性能和焊接拉力的保持或提高；網孔孔徑＞3μm時，每個具有上述尺寸的抗收縮添加劑的顆粒中就只能包含一個網孔，不利于抗收縮作用的均勻性，從而不利于電極膜層的均一性。