[发明专利]用于太阳能电池的前表面电极的糊剂组合物及使用该糊剂组合物的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能电池的前电极的糊剂组合物和使用该糊剂组合物的太阳能电池。更具体地说，本发明涉及一种包含纳米银粉末的糊剂组合物和一种包括使用所述糊剂组合物形成且含有纳米银粉末的前电极的太阳能电池。

背景技术

最近，随着预计到如石油或煤的现有能源的枯竭，人们对能够替代所述能源的可选择性能源的关注越来越高。其中，太阳能电池作为使用半导体装置直接将太阳光能转换成电能的下一代电池而备受关注。

太阳能电池主要分为硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池以及串联型太阳能电池。其中，硅太阳能电池占主流。

同时，通常使用含银粉末、有机粘合剂和玻璃粉等的糊剂形成硅太阳能电池的前电极。然而，如果使用这种方法，由于在为了实现糊剂的触变性而加入大量添加剂时糊剂的粘度会降低，所以可能难以确保电极图案的一定程度的性能。

因此，需要研发出一种具有增加的纵横比同时满足一定程度的电极图案的前电极以及使用该前电极的太阳能电池。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种制备用己酸表面处理的纳米银粉末的方法，和用于太阳能电池的前电极的包含所述纳米银粉末的糊剂组合物。

本发明的另一目的是，通过使用用于前电极的含有用己酸表面处理的纳米银粉末的糊剂组合物，在丝网印刷时提高从网状物的放电性，从而形成具有窄的线宽和增高的线高因而具有高纵横比的前电极，以提供一种具有降低的前电极电阻和改善的太阳能电池效率的太阳能电池。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种制备纳米银粉末的方法，包括：

形成包括银前体、无羟基有机溶剂和己酸的银前体溶液；和

在液相中还原所述银前体溶液以形成用己酸表面处理的银纳米颗粒。

对于纳米银粉末，可优选形成用基于所述纳米银粉末的总重量的1至10重量％的己酸表面处理的银纳米颗粒。

优选地，形成所述银前体溶液的步骤可以包括，向半连续反应器中加入0.1至30重量％的银前体、25至50重量％的无羟基有机溶剂和25-50重量％的己酸，并混合上述物质。此外，可以在40至80℃的反应温度下形成所述银前体溶液。

此外，形成用己酸表面处理的银纳米颗粒的步骤可以包括：

(a)向银前体溶液加入0.01至5重量％的还原剂，通过半连续工艺经由液相还原来形成用己酸表面处理的银纳米颗粒；及

(b)向反应器中注入氧气和氮气的混合气体，使反应器中的氧浓度可达到200至300ppm。

优选地，以1至100mL/min的速率加入所述还原剂。

所述方法还可以包括，在步骤(a)之后，使用基于胺的溶剂作为pH值调节剂来将pH值控制在10至12。此外，该方法可以进一步包括，在步骤(b)之后，加入乙醇并离心以回收用己酸表面处理的银纳米颗粒；并在无羟基有机溶剂中保存所回收的银纳米颗粒。

优选地，所述银前体可以选自乙酸银、环己烷丁酸银、2-乙基己酸银、新癸酸银和乙酰丙酮酸银。所述无羟基有机溶剂可以是选自甲苯、二甲苯、苯、硝基苯和硝基甲苯的至少一种。所述还原剂可以是选自肼、连二磷酸钠、次磷酸钠和硼氢化钠的至少一种。

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于太阳能电池的前电极的糊剂组合物，其包括：

60-95重量％的平均粒度(d₅₀)为1.7至3.2μm的银粉末；

0.5至20重量％用己酸表面处理的纳米银粉末，所述纳米银粉末根据上述方法制备且平板粒度(d₅₀)为10至80nm；

0.1至8重量％的平均粒度(d₅₀)为0.5至2μm的玻璃粉；

1至20重量％的粘合剂；及

1-20重量％的溶剂。

另外，基于100重量份的糊剂组合物，所述糊剂组合物可以进一步包括1至5重量份的量的选自Ti、Bi、Co、Zn、Zr、Fe和Cr的至少一种金属，其金属氧化物或其金属氢化物。

而且，基于100重量份的糊剂组合物，所述糊剂组合物可以进一步包括1至20重量份的选自分散剂、增稠剂、触变剂以及均化剂的至少一种添加剂。

根据本发明又一实施方式，提供了一种太阳能电池，其包括

硅半导体基板；

形成于所述基板上的发射极层；

形成于所述发射极层上的防反射层；

从所述防反射层的顶部穿透防反射层并连接到所述发射极层的前电极；和