[发明专利]太阳能电池正面电极用银导体浆料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池正面电极用银导体浆料及其制备工艺。

背景技术

导体浆料是电子浆料的一种，它一般由导电功能相、粘结相和有机载体组成。导电相可以选用金银铂钯等导电导热性能良好的金属粉末，粘结相为玻璃粉。由于银粉具有良好的导电导热性能，且相对于其它的贵金属来说它的价格便宜，使它广泛用作导体浆料的功能相。传统的银导体浆料主要通过丝网印刷在陶瓷基板，陶瓷组件上形成厚膜电路。近些年由于太阳能电池的迅猛发展，银导体浆料以其低成本，操作简单的绝对优势开始广泛用于制作太阳能电池正面电极。

太阳能电池的基本结构由p型基板，n型层，减反射膜(TiO₂，SiO₂或Si₃N₄)，正面银电极，铝背场电极和背面银电极组成。而正面银电极就是用银导体浆料通过丝网印刷在减反射膜上，经过烧结形成电极。正面电极分栅极线和主电极线，栅极主要是吸收光能，产生多数载流子；而主电极主要是使电池片与外部线路连接。电极的性能能够极大地影响太阳能电池的电性能，如开路电压、短路电流、并联电阻、串联电阻、转换效率等技术指标，因此银导体浆料的性能至关重要。

制作太阳能电池正面电极的银导体浆料要求与硅形成良好的接触，并传递光生电流，且不能影响半导体的性能和破坏p n结。要满足该要求银导体浆料要具备几个特征：一，能够穿透减反射膜，使浆料与硅基板形成有效接触；二，具有较高的导电性能，实现低串联电阻；三，较高的线分辨率，以尽量减少重影；四，有良好的焊接性能，以连接外部线路。要满足上述要求浆料的各个组分以及配比都起到至关重要的作用。

在WO2003025945中，通过减少导电浆料中玻璃相的含量，在浆料中添加0.1～10wt％的Fe₂O₃、FeO、MnO、Cu₂O这类金属氧化物，达到既可以降低接触电阻，又能具有满足应用要求的电极剥离机械强度的目的。但是这类氧化物在烧结过程中，和玻璃发生反应，使得玻璃的粘度变小，很容易在硅表面和电极之间形成一层玻璃绝缘层，导致电池的串联电阻增大，填充因子降低，因而电池转化效率降低。

在CN 101118932A中，在浆料中添加0.05～1wt％的TiO₂粉体或SnO₂粉体，使电池正面电极的剥离机械强度提高，而且电池的填充因子FF增大，串联电阻减小，光转化效率提高，使电池具有较好的综合电性能和机械性能。但这只是从玻璃相方面考虑来提高电池的性能，限制了太阳能电池电极用银导体浆料的继续发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池正面电极用银导体浆料的制备工艺，以提高太阳能电池的电性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种太阳能电池正面电极用银导体浆料，其特征在于，包括银粉、玻璃粉、有机载体和添加剂；

银粉占浆料总重的65～85％，由两种不同粒度的银粉组成，第一种银粉的粒度范围为3～15微米，形状为球形；第二种银粉的粒度为0.1～3微米，形状为球形；所述的第一种粒度银粉占银粉总重的20～50％；

玻璃粉为Pb-B-Si-Zn-Ti-Al-O系玻璃粉，占浆料总重1～10％，其主要成分及各成分在玻璃粉中所占的重量百分比分别为：PbO 50～70％、B₂O₃ 2～5％、SiO₂ 20～30％、ZnO 1～5％、TiO 0.1～3％、Al₂O₃ 2～5％；

有机载体占浆料总重的10～20％，包括有机溶剂、增稠剂、表面活性剂和稀释剂；有机溶剂占有机载体总重的60～80％，为松油醇、柠檬酸三丁酯、松木油、卡必醇中一种或任意多种的混合物；增稠剂占有机载体总重的5～20％，为乙基纤维素、丙烯酸酯、硝基纤维素中的一种或任意多种的混合物；表面活性剂为硬脂酸盐，占有机载体总重的1～10％；稀释剂为乙醇、醋酸盐或萜烯，占有机载体总重的0.1～5％；

添加剂占浆料总重的0.1～3％，包括BaO和CaO粉末，BaO和CaO粉末的重量比为0.5～1.5，粒度范围为1～5微米。

作为改进，所述的第一种银粉的粒度为5～10微米，第二中银粉的粒度为0.1～2微米。

一种太阳能电池正面电极用银导体浆料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：