[发明专利]一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池用导电银浆，具体涉及一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆及其制备方法。

背景技术

随着化石能源的极度消耗，产生的能源枯竭以及日益严重的温室效应，使人类对新型清洁能源的需求变得越来越迫切。作为最理想的可再生能源，太阳能具有“取之不尽，用之不竭”的特点，而利用太阳能发电具有环保、低成本、效率高等优点，而且不必考虑其安全性问题。目前，晶体硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的有效器件之一，它的应用范围正从航天，军事，扩展到人们的日常生活，在不产生新污染的同时，成本的降低将使太阳能电池得到更为广泛的应用。

太阳能电池电极是一种将此过程中所产生的电流输出转化成电能的组件。制作晶硅太阳能电池正面电极和背面电极所用导电浆料均采用贵金属银粉作导电相，而且由背银浆料制作的背面电极对电池片的光电转换效率影响很小，因此，目前专利文献中，已有不少工作通过降低背银浆料中银粉的含量来降低成本，如银包贱金属粉或镀银贱金属粉的采用（CN 103000250 A，CN 102810344 A，CN 103106952 A， CN 103745763 A，CN 103400633 A），特殊形貌的银粉如星状多枝杈银粉的选用（CN 103000252 A）以及采用含有锡单质或锡合金的金属丝作背面电极（CN 104021836 A，CN 104021839 A，CN 104021835 A，CN 104952508 A）。上述工作均在某种程度上达到了降低背银浆料成本的目的。

制作晶体硅太阳能电池正面电极所用正面银浆质量的好坏直接影响到太阳能电池的串流电阻、分流电阻、填充因子和光电转换效率。而正面银浆中银粉含量占银浆质量百分比为80~90％，占据正面银浆的主要材料成本。因此。正面银浆是太阳能电池提高效率、降低成本的关键之一。国内专利文献中，CN103440898A和CN 103440927A通过选用4种不同粒径和比表面积的微纳米球形银粉进行优化级配，降低了2~5%的银含量。还有专利通过引入贱金属粉来降低成本，如CN102426873A采用银磷铜合金粉取代部分银粉作导电相，CN102610297A采用银包铜粉和银粉作导电相，CN103700428A采用包覆有镍镀层和或锡镀层、银镀层的球状铜粉和鳞片状铜粉，取代全部传统的银粉作导电相，CN104575666A采用纳米银粉包覆的高分子微球颗粒作为导电填料以降低成本，而对其导电性并无明显影响。上述这些工作虽然都在某种程度上降低了银浆的银含量，但是采用的贱金属粉无法同时具有银粉易烧结、难氧化、难扩散、高导电和易焊接的优势。因此，如何保证降低晶体硅太阳能电池银浆银含量的同时，保持或提高现有产品的性能成为本领域技术人员努力的方向。因此本发明提供一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆，该银浆在确保由其印刷烧结所形成的电极银膜层与硅基板的焊接拉力和太阳能电池的光电转化效率不降低的同时，可以降低银浆的银含量。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种低银含量的晶体硅太阳能电池银浆，其组成包括：银粉、玻璃粉、有机载体和助剂，有机载体由有机溶剂和增稠剂混合而成，其特征在于，银粉由微纳米网状银粉、球形银粉和片状银粉混合而成，以晶体硅太阳能电池银浆质量为100%计，微纳米网状银粉的质量百分比为5~16%。

银粉作为太阳能电池正面电极和背面电极所用导电银浆料的导电相，不仅具有高电导率的特点，还具有由导电浆料制作成电极所需要的易烧结、难氧化、难扩散和易焊接的优势。为了降低浆料成本，背景技术中提到的在传统浆料中添加的贱金属如铜粉、镍粉等均不同时具有上述银粉的优势。本发明通过加入微纳米网状银粉，不仅保持了银粉的上述优势，而且利用微纳米网状银粉具有多孔比表面积大的特点，能够在保证电极与硅基板焊接拉力和太阳能电池的光电转化效率不降低的同时，降低电极银浆的银含量。

优选的技术方案为，所述晶体硅太阳能电池银浆为太阳能电池正面银浆，其组成按质量百分比计包括：球形银粉43~58%、片状银粉15~27%、微纳米网状银粉8~16%、玻璃粉1~4%、有机载体6~20.5%和助剂0.5~3%。

优选的技术方案还可以为，所述晶体硅太阳能电池银浆为太阳能电池背面银浆，其组成按质量百分比计包括：球形银粉30~40%、片状银粉7~13%、微纳米网状银粉5~12%、玻璃粉1~4%、有机载体34.5~51%和助剂0.5~2%。