[发明专利]一种低银含量晶硅太阳能电池背面银浆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及背面银浆，具体是一种晶硅太阳能电池背面银浆，以及该背面银浆的制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种能将光能转化为电能的半导体器件，借助太阳能电池电子浆料烧结形成的金属化电极，可以将产生的电能传导出来。太阳能电池背面银浆是太阳能电池电子浆料的主要组成部分，它在太阳能电池片的生产过程中主要用来制作背电极，将铝背场收集到的电流汇集导出。

太阳能电池背面银浆主要由银粉、有机溶剂、无机粘合剂及添加剂组成。银粉作为浆料中的功能相,主要起到导电的作用。在太阳能组件生产过程中背电极需要和金属焊条焊接在一起串联成组件，焊接后银层与焊条触点间接触的好坏直接决定了它们之间的接触电阻，进而影响到组件的输出功率。因此，背电极的导电性，可焊性、耐焊性、与焊条之间的附着力成为太阳能电池背银浆料的重要性能参数。同时，太阳能组件作为长期的发电设备要求其具有良好的耐用性和稳定性，这就对背面银浆制备的背电极提出了严苛的耐老化要求。

随着新能源产业的发展，市场竞争日益激烈，光伏组件价格持续下跌，造成光伏组件制造商成本压力日益增大，减少材料成本是降低光伏组件制造成本的关键点之一，背面银浆作为太阳能电池电子浆料的主要组成部分，如何降低背银浆料的成本成为一大热点。

银粉是背银浆料的主要成本来源，降低背银浆料中的银含量是降低背银成本的直接有效的方法。申请号为201110200935.0的中国专利公开了一种太阳能电池背银浆料，该背面银浆使用片状银粉为功能相，所得银层能与硅基板和背铝层形成良好的欧姆接触，此种背银浆银含量在56-75％左右，对降低成本作用有限。申请号为201110297031.4的中国专利公开了一种太阳能电池背银浆料，该背银浆使用球状银粉作为导电体，该型浆料含银量也至少需要达到55％。研究发现，为了有效降低背银浆中的银含量，需要使银层中银粉的堆积更加致密，人们探索了采用多种银粉搭配的方法。申请号为201110201638.8的中国专利公开了一种太阳能电池背银浆料，该浆料使用球形银粉与片状银粉的混合物作为导电体。申请号为201210446524.4的中国专利公开了一种太阳能电池背面银浆，该型浆料采用星状银粉，片状银粉，球状银粉的混合物作为导电体。

虽然人们在降低背面银浆银含量方面做了大量的工作，但目前太阳能电池片厂家主要应用的仍然是60％以上的中高银含量的背银浆料。究其原因，主要是低银含量背银很难达到中高银含量背银浆料的耐老化性能。研究发现，由于老化后电极与焊条的接触变差所造成的组件输出功率减少每年可达0.5％，由此对组件长期使用的耐用性和稳定性具有较大的影响。

太阳能电池组件工作环境温度可达60℃左右，背电极在高温下长时间工作将导致焊带中的锡和银层的相互迁移，造成背电极松动。由于低银含量背银浆烧制成型的背电极层较中高银含量背电极层薄，这种银锡的相互迁移很容易导致背电极层被破坏从而造成焊点的接触变差。因此，如何有效的抑制或阻止这种银锡之间的相互迁移成为开发耐老化低银含量晶硅太阳能电池背银浆料的关键。通过对耐老化性能机理的研究，我们认为：对无机粘合剂配方进行改进，使之在应用中的烧结条件下对银粉具有良好的浸润性，烧结成型后在银粉表面形成一层极薄的包覆层，该包覆层两端的银粉可以通过隧道效应导通，因此不会对电性能有影响，但却能有效阻止电极中银与焊带中锡的相互扩散，极大程度上改善背银电极的耐老化性能。因此，开发出一种对银粉具有良好浸润性，能对银粉表面进行有效包覆的无机粘合剂对提升低银含量背面银浆所制备的背电极的耐老化性能至关重要。

综上所述，现有的低银含量晶硅太阳能电池背银浆技术存在诸多问题，银含量降低有限，电极成型后耐老化性能差，长期使用性能不稳定，不能满足市场的要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种低银含量的晶硅太阳能电池背面银浆，采用该背银浆烧制成型后的背电极具有良好的可焊性与耐焊性，附着力强，耐老化性能优异，能与硅基板形成良好的欧姆接触，并且提供该背银浆料的制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种低银含量晶硅太阳能电池背面银浆，其组成及配比按以下重量份计：

优选的，所述片状银粉平均厚度为0.2-1.2μm，平均横向尺寸为1μm-10μm，比表面积为0.2-1.1m²/g，振实密度≥3.2g/cm³。