[發(fā)明專利]一種晶體硅太陽(yáng)能電池高可焊性正面電極銀漿及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711204656.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107887050A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立惠;尹艷鎮(zhèn);石海信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 欽州學(xué)院
• 主分類號(hào): H01B1/22
• 分類號(hào): H01B1/22;H01L31/0224;H01B13/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司45107
• 代理人: 湯凌志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子材料，涉及電子、化工和材料領(lǐng)域，涉及一種太陽(yáng)能電池正面電極銀漿及制備方法，具體涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池高可焊性正面電極銀漿及制備方法。

背景技術(shù)

晶體硅太陽(yáng)能電池是目前應(yīng)用率最高的太陽(yáng)能電池，但因?yàn)槠涑掷m(xù)使用時(shí)間超過(guò)50年，金屬化電極是晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料，尤其是正面柵極材料，直接影響太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率、填充影子、串聯(lián)電阻等性能指數(shù)，所以，正面電極銀漿的質(zhì)量和性能的好壞直接決定著電池的使用壽命和衰減度。正面銀漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷工藝實(shí)現(xiàn)金屬化，為盡可能減少遮光面，同時(shí)要腐蝕透SiNx減反射膜，形成較理想的Ag-Si歐姆接觸，實(shí)現(xiàn)p-n結(jié)電流的有效導(dǎo)出，還必須要有與焊帶的有效焊接性，能保證足夠的焊接強(qiáng)度，因此，電極擁有高可焊性是電極材料實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵。

正面電極銀漿主要由導(dǎo)電粉、無(wú)機(jī)粘結(jié)材料、有機(jī)載體和添加劑組成，導(dǎo)電粉在燒結(jié)后形成導(dǎo)電線路，并實(shí)現(xiàn)電池與外接焊帶之間的電流導(dǎo)通；無(wú)機(jī)粘結(jié)材料在燒結(jié)過(guò)程中燒穿SiNx減反射膜，實(shí)現(xiàn)銀電極與硅之間的聯(lián)通和粘結(jié)；有機(jī)載體使電極漿料有良好的印刷性能，實(shí)現(xiàn)理想的印刷要求。

作為晶體硅太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料，但銀的價(jià)格相對(duì)較高，如何降低成本是當(dāng)前需要解決的主要問(wèn)題之一，針對(duì)這一問(wèn)題，已有較多的研究成果，專利CN 104157331 A，CN103000250 A，CN102426872 A和CN106128550 A中，通過(guò)摻入銀包銅作為導(dǎo)電相代替部分銀粉，專利CN106876000 A中，漿料中的金屬粉選擇核材料為：鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鈹、鎢、鎂、釔、鋯、鈮、鉬、锝、鎘等氫化物中的一種或幾種，殼材料為：金屬銀。專利CN 103650238 A，CN103596648 A，CN103545016 A，CN103545015 A中的金屬粉用銀、金、鉑、銅、鐵、鎳、鋅、鈦、鈷、鉻、鋁、錳、鈀、銠中的至少一種或者銀包覆的銅、鐵、鎳、鋅、鈦、鈷、鉻、鋁、錳的至少一種。專利CN105810284 A中，銀粉中添加銅粉、銀包鋁合金粉、磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料作為導(dǎo)電相；專利CN106297954 A中，使用片狀鋅粉、球狀銅粉、銀包鋁合金粉、磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料作為導(dǎo)電相；專利CN105655416 A，CN105810286 A，CN105810287 A，CN105655007 A，及CN105655010 A中使用銀粉、鋅粉、銀包鎳合金粉、磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料作為導(dǎo)電相；專利CN106782755 A中用純銀粉、純鎳粉、鎳包石墨粉、銀包鋁粉、銀包銅粉、銀包鎳粉、銀包玻璃粉中的任意一種或兩種及以上的混合物。專利CN103106952 A中用銀粉、錫粉、銀包鎳粉、銀包銅粉組成導(dǎo)電相。專利CN102426873 A中添加銀磷銅合金作為導(dǎo)電相，專利CN102610297A添加銀包銅作為導(dǎo)電相，專利CN103700428A用包覆有鎳鍍層或錫鍍層、銀鍍層的銅粉取代部分銀粉作為導(dǎo)電相，專利CN1070682441 A中在導(dǎo)電金屬粉中加入鎘銀合金粉、銀錫合金粉、銀碳合金、銀鎳合金、銀鎂合金、銀銅鋅合金、銀銅合金、銀鉬合金、銀鎢合金、銀鐵合金、銀銅錫鋅合金、銀錳合金，專利CN104575666A通過(guò)納米銀包覆高分子微球顆粒作為導(dǎo)電相降低成本。

但在取代部分銀導(dǎo)電相的同時(shí)，如何能使?jié){料保持用純銀粉作為導(dǎo)電相時(shí)所具有焊接性能好、導(dǎo)電率高、難氧化的優(yōu)點(diǎn)。因此，在降低成本的同時(shí)，如何保證漿料在使用性能上得到保持或提高，是需要努力的方向。

但上述專利中通過(guò)添加其他金屬粉，或者添加的銀包賤金屬粉會(huì)存在包覆不完全或包覆層不均勻的現(xiàn)象，在未添加其他保護(hù)劑的情況下，在燒結(jié)過(guò)程容易發(fā)生氧化，導(dǎo)致粉的導(dǎo)電率下降，造成電極整體性能降低。添加的合金粉雖然抗氧化得到了提高，但電導(dǎo)率沒(méi)有純銀的理想，會(huì)造成電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低。本發(fā)明的目的就是通過(guò)導(dǎo)電組分的配方改進(jìn)，用錫合金粉和石墨粉代替部分銀粉、易被氧化的鎳、銅等金屬粉或銀包金屬鋁、鎳、銅粉，其中石墨粉作為導(dǎo)電材料組分和氧化保護(hù)材料，既能解決銀易遷移的問(wèn)題，同時(shí)可焊性和附著力得到極大提高，因此本發(fā)明可制備出成本低、轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定、附著力良好，焊接性更優(yōu)的正面電極銀漿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池高可焊性正面電極銀漿及制備方法，用于替代目前純金屬粉作為導(dǎo)電相的高銀含量漿料。

本發(fā)明所述的一種晶體硅太陽(yáng)能電池高可焊性正面電極銀漿，由以下組分組成：