[发明专利]一种用于光伏电池正面电极制备的复合电极材料

说明书

技术领域

本发明属于光伏电池领域，具体涉及一种用于光伏电池正面电极制备的复合电极材料。

背景技术

光伏电池正面金属化目前主要是通过丝网印刷导电浆料的方式来实现，此工艺制作的正面电极高宽比小，电极宽度大、宽度不均匀且边缘塌陷严重，电极高度小且高度不均匀。对于光伏电池来说，电极宽度大和塌陷严重意味着正面遮光面积大，电极高度低且不均匀意味着电极电阻大、电池内阻大，这些都严重地影响和制约了光伏电池效率的提升。

光伏电池正面电极主要有两方面的作用：一方面是电极下部与电池正表面的相接界面处形成合金结合和欧姆接触，起电气连接的作用；另一方面是电极主体传导电流，起到导体的作用。对于电气连接的作用，目前的银浆可以起到比较好的效果，达到比较低的接触电阻，但是对于导体的作用，由于银浆本身是由银粉构成，由其制备的电极也是一种多孔的结构，其导电性能比纯金属的致密导体要差很多，这些也限制了电极导电性能的提高，从而制约了光伏电池效率的提高。

另外，目前用于光伏电池正面金属化丝网印刷的导电浆料主要是银浆，银浆中银的含量占到90％左右，由于银的贵金属特性，目前的光伏电池正面金属化材料也严重地制约了光伏电池制造成本的进一步下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种完全不同于银浆的用于光伏电池正面电极制备的复合电极材料，不仅能使电池片转换效率提高，还能降低生产成本。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于光伏电池正面电极制备的复合电极材料，该复合电极材料由处于电极材料芯部的导电芯和处于导电芯表层的连接层组成，所述连接层是由均匀涂覆在导电芯表面的导电膏体经烘干固化而成。

上述导电芯选自金丝、银丝、铜丝、铝丝、硅铝丝等金属丝，也可以是聚合物纤维或碳纤维等导电纤维。

上述导电芯的直径为5微米到50微米。

上述连接层的厚度为3微米到20微米。

上述导电膏体选自银膏、铜膏、镍膏等由金属粉制成的膏体。

上述导电膏体的烘干固化温度为50℃-200℃。

上述导电膏体包括金属粉末、金属或非金属氧化物、有机溶剂、有机粘合剂及添加剂。

上述的导电膏体的组分和重量百分比含量包括：

上述复合电极材料在用于制作正面电极时，温度达到100℃-500℃，烘干固化后的连接层此时具有粘性。

上述复合电极材料用于制备光伏电池正面电极。

上述金属粉末的颗粒大小范围为0.1-2μm，形态为球形或准球形。

上述金属或非金属氧化物为铅、铋、钙、镁、锌、铂、钽、铑、镍、铬、钯、硼、磷等氧化物中的一种或几种混合而成。

上述有机粘合剂选自乙基纤维素、丙烯酸树脂、硝基纤维素、酚醛树脂及它们的混合物。

上述有机溶剂选自松油醇、卡必醇、二乙二醇乙醚及它们的混合物。

上述添加剂包括表面活性剂、触变剂、消泡剂、分散剂、烧结抑制剂、氧化抑制剂和膨胀抑制剂。

本复合电极材料由功能不同的两部分构成：第一部分是处于电极材料芯部的导电芯，主要起到传导电流的作用；第二部分是处于导电芯表层的连接层，该连接层在后续复合电极的使用过程中将依次地起到两种连接的作用：第一种连接作用是将复合电极材料在后续工艺的粘接处理过程中粘结固定在电池片正表面上的特定位置，初步形成所需要的电极图形和结构；第二种连接作用是使复合电极在后续工艺的键合处理过程中与电池片正表面形成牢固的合金化接触，同时形成具有优良欧姆性能的电气接触。

与现有的导电银浆比较，本发明所述的一种用于光伏电池正面电极制备的复合电极材料，具有如下优点：

1)导电效果好

由于银浆本身是由银粉构成，由其制备的电极也是一种多孔的结构，其导电性能比纯金属的致密导体要差很多，由于本发明的复合电极材料的导电芯为金属丝或导电纤维，使用的金属丝或导电纤维起到传导电流的作用，导电性能相比银浆制备的电极大大提高。

2)粘结附着性高

本发明的复合电极材料的连接层是由金属粉制成的导电膏体经均匀涂覆在导电芯表面，在一定温度具有一定粘性，以使电极材料本身能够牢固地附着在基体表面。避免了在后续使用过程中存在的翘线问题。

3)成本低