[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于N型太陽能電池的高拉力主柵銀漿及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010869014.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN111863309B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛平;張舒;管玉龍;楊環(huán)
• 申請（專利權(quán)）人: 南通天盛新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01B1/16;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 許潔

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于N型太陽能電池的高拉力主柵銀漿及其制備方法，該應(yīng)用于N型太陽能電池的高拉力主柵銀漿由銀粉(值粒徑為700?900nm，振實(shí)密度為5?6g/mL的球狀銀粉A和中值粒徑為280?450nm，振實(shí)密度為4?5g/mL球狀銀粉B的混合物)、有機(jī)載體(以3?5wt％的聚乙烯醇縮丁醛酯樹脂和5?10wt％的丙烯酸樹脂的混合物為主樹脂)和玻璃粉(中值粒徑為0.7?1μm，軟化溫度為600?800℃的銅?鉍?錳?碲系玻璃粉)混合制備而成。該配方體系可以使得銀漿在燒結(jié)后和n型硅片表面的粘附性好，使得銀漿的焊接拉力大，使得正面主柵線的焊接拉力在4N以上，并且漿料自身的致密性好光電轉(zhuǎn)化效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于包含金屬或合金的導(dǎo)電材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于N型太陽能電池的高拉力主柵銀漿及其制備方法。

背景技術(shù)

商品化晶硅太陽能電池主要以P型晶體硅為原料，通過制絨、擴(kuò)散、刻蝕去邊、鍍氮化硅減反射膜層、印刷正銀柵線、背鋁和背銀電極等產(chǎn)線工藝獲得P型晶硅太陽電池。其中，P型晶硅太陽電池的 P-n結(jié)位于電池前表面，P型基極中光生載流子可通過擴(kuò)散輸運(yùn)到電池前表面被有效分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。據(jù)國際光伏技術(shù)路線圖 (ITRPV)報(bào)道，P型晶硅太陽電池的市場占有率較高。而傳統(tǒng)的P 型晶硅太陽電池采用P型晶體硅為原料，其內(nèi)部硼氧復(fù)合體在光照下逐漸被激活，形成陷阱中心，相應(yīng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低，晶硅光伏組件的光衰減嚴(yán)重。以n型晶體硅為原料制作的太陽能電池光衰減較低，能夠避免傳統(tǒng)P型晶硅太陽電池的光衰減問題。

n型太陽能電池用正面銀漿是n型晶體硅電池中成本僅次于n型硅片的原材料，且它的優(yōu)劣直接影響著電池片的各項(xiàng)性能，進(jìn)而決定著電池片的分檔級(jí)別。n型太陽能電池用銀漿由高純度(99.9％)的金屬銀的微粒、無機(jī)玻璃相、有機(jī)載體組成。各組分品位的高低、含量的多少，以及形狀、大小與n型太陽能電池銀漿性能都有著密切關(guān)系，各組分的性質(zhì)不同，在漿料中所起的作用也不相同。其中銀粉作為導(dǎo)電功能相，其優(yōu)劣將直接影響到電極材料的體電阻、接觸電阻等。無機(jī)體系為高溫粘接相，主要起著正面銀漿與硅片的粘附作用，并且對銀粉的燒結(jié)也有不可忽視的作用，對銀硅能否形成良好的歐姆接觸至關(guān)重要。有機(jī)載體作為承載銀粉和無機(jī)體系的關(guān)鍵組成，對印刷性能、印刷質(zhì)量等都起著重要作用。有機(jī)載體一般為樹脂和溶劑的復(fù)合體，其中樹脂起著增加塑性和搭建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用，有機(jī)溶劑則起著溶解樹脂、潤濕銀粉和無機(jī)體系，調(diào)節(jié)黏度的作用。

《電力材料》雜志報(bào)道了《銀粉形貌對正面銀漿附著力的影響研究》，該文獻(xiàn)中詳細(xì)說明了銀粉表面的的粗糙程度對正面銀漿附著力的影響，實(shí)驗(yàn)表面銀粉表面越粗糙，正面銀漿附著力越大，當(dāng)銀粉表面有空洞存在時(shí)，在燒結(jié)的過程中，銀粉內(nèi)部與玻璃粉相通，形成的正面銀漿附著力最大。《貴金屬》雜志報(bào)道了《無鉛玻璃粉含量及粒徑對銀漿性能的影響》，其中提到了玻璃粉粒徑變得較細(xì)時(shí)，玻璃相浸潤銀顆粒均勻，銀顆粒連接緊密，銀膜燒結(jié)致密，孔洞率減小，附著力提高。

為了收集由n型太陽能電池產(chǎn)生的電流并將其導(dǎo)出，需要在n型太陽能電池的正表面制備主柵電極及副柵線電極。其中，主柵線電極能夠?qū)⒏睎啪€上的電流進(jìn)行匯集，并通過焊帶向外傳導(dǎo)。這就要求主柵線能夠與焊帶在焊接過程中形成良好的焊接拉力。

高的主柵拉力可以大幅度減少電極的接觸性損失，延長組件使用壽命和輸出功率時(shí)間。目前大多數(shù)光伏組件生產(chǎn)仍然采用人工焊接的操作工藝，實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件的組合連接。影響主柵與焊帶焊接質(zhì)量的因素主要有主柵銀漿、焊接溫度和時(shí)間、焊帶、助焊劑以及人工操作的焊接壓力和焊接儀器的回溫速度等因素決定人工焊接過程會(huì)因不同操作人員以及環(huán)境影響，發(fā)生虛焊、過焊以及焊帶與主柵連接強(qiáng)度差等問題。虛焊會(huì)增加組件的串聯(lián)電阻，降低組件電流產(chǎn)出效率；過焊會(huì)造成電池片變形和隱裂。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于N型太陽能電池的高拉力主柵銀漿及其制備方法，本發(fā)明的具體內(nèi)容如下：