[发明专利]一种晶硅太阳能电池背面电极银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种添加纳米复合氧化物的晶硅太阳能电池背面电极银浆，属于半导体及太阳能电池技术领域。

背景技术

晶硅太阳能电池背面电极银浆是太阳能电池中的主要部分，用作背电极。其组成包括有机载体、无机玻璃粉和银粉。常以附着力、可焊性、耐焊性、耗量、用于电池片后的转换效率等指标来衡量背面银浆的性能。

市场上现有的背银浆料存在着许多缺点和不足。首先，为了增加电池片的光电转换效率，增加银粉的含量，一般的银粉所占重量比例为75%～85%，这样不仅造成了资源的浪费，增加了浆料的成本，而且高的固含量还会导致印刷过程中的砂眼现象，不利于焊接。但是简单的将银量降低后又会导致附着力的下降，导致耐焊性的下降，以及转换效率的下降。其次，目前主流的背银浆料都含铅，因铅元素有利于电池片转换效率的提高。但是，近年来欧盟RoHS指令明确指出，电子浆料行业禁止使用Pb、Cd、Hg、Cr、多溴联苯PBB、多溴联苯醚PBDE，并且对邻苯二甲酸酯也有限制，我国信息产业部制定的《电子信息产业部污染防护管理办法》中也全面限制或禁止电子产品中使用Pb、Cd、Hg等有毒有害元素，Reach法规对有毒有害元素的使用也有严格的要求。因此，背银浆料的无铅化及不含上述有毒有害物质是发展趋势。第三，从背银与硅基片之间的附着力及可焊性耐焊性等指标分析，市场现有的背银浆料仍处于较低的水平，造成电池片报废率高，电池组件的寿命短。这与背银浆料中化学成分的种类及配比有非常大的关联。

为了改善背银与硅基片之间的附着力及可焊性和耐焊性等指标，也有报导提到在背银浆料中，除无机玻璃粉外，通过再添加其它功能性氧化物的办法来提高背银的附着力、可焊性与耐焊性等指标。但是这种作用是有限的，当银含量降低后就不能保证原有的性能指标了，还是无法解决浆料成本的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种晶硅太阳能电池背面电极银浆及其制备方法。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，包含以下重量百分比成分：银粉45～55wt%，纳米复合金属氧化物1～3wt%，无机玻璃粉3～10wt%，有机载体32～51 wt %。

进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，所述纳米复合金属氧化物为铋-锆复合氧化物纳米颗粒，粒径为20～100纳米，氧化锆与氧化铋的摩尔比例为1:2～1:8。

更进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，所述银粉的平均粒径D50：1.0～3.0μm。

更进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，所述无机玻璃粉包含以下重量百分比成分：二氧化硅 9～15wt%，氧化铋40～60wt%，氧化钡20～25wt%，氧化锌2～12wt%，氧化硼6～15wt%，氧化锂1～8wt%。

更进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，所述有机载体包含以下重量百分比成分：有机树脂2～15wt%，有机溶剂80～95wt%，表面活性剂：0.5～5wt%。

再进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆，所述有机树脂为乙基纤维素、硝酸纤维素、醇酸树脂中的一种或几种。所述有机溶剂为松油醇、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚醋酸酯、正丁醇、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚中的一种或几种。所述表面活性剂为卵磷脂、司班、羊毛脂中的一种或几种。

本发明晶硅太阳能电池背面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：

①制备有机载体：按照成分配比，先将有机溶剂加入容器中，再在搅拌下加入有机树脂，升温至80～100℃，保温0.5～3小时，降温到40～50℃下加入表面活性剂，过滤得到有机载体；

②制备无机玻璃粉：按照成分配比称取原料，混合均匀，置于高温电阻炉中进行熔炼，于900～1400℃热熔0.5～3小时，取出后水淬、粉碎、球磨、过筛，于60～90℃干燥后，过筛得到平均粒径为0.1～2μm的无机玻璃粉；

③制备浆料：按照成分配比，将银粉、无机玻璃粉、纳米复合金属氧化物和有机载体混合，调成糊状，用三辊机轧制研磨至浆料细度小于10μm，粘度为50～80Pa·S，即得到晶硅太阳能电池背面电极银浆。

再进一步地，上述的一种晶硅太阳能电池背面电极银浆的制备方法，包括以下步骤：