[发明专利]无铅无铋导电银浆、银栅线的制备方法及硅太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种硅太阳能电池正极导电银浆、采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。

背景技术

能源是国民经济发展的基础。煤炭、石油、天然气等传统化石能源储量有限，并且在使用过程中不可避免地带来环境污染。太阳能作为一种可持续的清洁能源，近几十年来在许多国家获得重视和发展。太阳能电池具有能够直接把太阳能转化为电能、系统无运动部件、使用方便等优点，因而成为一种重要的可再生能源器件。

目前太阳能电池有晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等类型。晶硅太阳能电池具有原材料成本低、光电转化效率高、使用寿命长等优点，目前是工业界应用最广泛的太阳能电池产品。

银浆因为其良好的导电性，一直被广泛应用于晶硅太阳能电池正面电极。银浆的主体是银粉，另外还包含少量的玻璃粉和有机添加剂。尽管玻璃粉的含量通常只占银浆质量的5％左右，但它在银浆中扮演很重要的角色。一方面，为了最大程度地吸收、利用太阳光，商业太阳能电池会在发射极上镀氮化硅减反射层，因此需要玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层，使银电极与硅基板能够有直接的欧姆接触，从而输出光生载流子。另一方面，玻璃粉能够帮助银在烧结过程中形成致密结构，从而降低太阳能电池的串联电阻。为了实现玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层的目的，目前大多数商用银浆使用的是对环境有污染、含有PbO的玻璃粉。

然而，随着人们对环境问题的重视，银浆的无铅化成为晶硅太阳能电池生产的一个趋势。于是人们采用Bi₂O₃替代PbO的无铅玻璃粉制备银浆。现有的无铅玻璃粉中Bi₂O₃为主体，通常Bi₂O₃的含量大于20％，甚至到达50％。然而，采用含有Bi₂O₃的玻璃粉制成的银浆因为效率不高、电极易脱附等原因无法获得大规模工业应用。

发明内容

本发明涉及一种无铅无铋导电银浆，采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。

一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50～80％；玻璃粉1～10％；有机树脂1～10％；有机溶剂10～30％；其中，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28～80％。

进一步，所述玻璃粉的其它组分为选自P₂O₅、B₂O₃、ZnO、SiO₂、BaO、Na₂O、以及K₂O中的一种或多种。

进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO 28～80％；B₂O₃ 20～55％；ZnO 0～5％；SiO₂ 0～5％；BaO 0～3％；Na₂O 0～3％；K₂O 0～2％。

进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO 28～80％；P₂O₅ 20～72％；ZnO 0～5％；SiO₂ 0～5％；BaO 0～3％；Na₂O 0～3％；K₂O 0～2％。

进一步，所述玻璃粉仅由SnO和P₂O₅组成。

进一步，所述银粉的质量百分比为70～80％，所述玻璃粉的质量百分比为2～6％，所述有机树脂的质量百分比为2～6％，所述有机溶剂的质量百分比为12～20％。

进一步，所述银粉为粒径为1～3微米的球形颗粒，所述玻璃粉的粒径为0.5微米～3微米，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。

一种硅太阳能电池电极银栅线的制备方法，该方法包括：将上述无铅无铋导电银浆印刷在硅半导体层的氮化硅减反射层表面形成电极银栅线预制体；以及将所述电极银栅线预制体在120～200℃预烧5～20分钟，然后在850～950℃将所述电极银栅线烧结1～10分钟。

一种硅太阳能电池，其包括：一硅半导体层，该硅半导体层的一表面具有一氮化硅减反射层；以及一设置于该氮化硅减反射层表面的正极电极，其中，所述正极电极包括采用上述方法制备的电极银栅线。