[发明专利]一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料

说明书

本发明公开了一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料所述无铅浆料以重量百分数计包括如下组分：助焊剂8‑15％，余量为Sn基合金粉末；所述Sn基合金选自Sn‑Bi系无铅合金或Sn‑In系无铅合金；所述Sn基合金粉末的粒度为(25‑45μm),T4(20‑38μm)或T5(15‑25μm)，所述Sn基合金的固化温度低于200℃，且熔点低于170℃，所述无铅浆料通过将所述Sn基合金粉末添加所述助焊剂搅拌而成。通过在通孔电极中点涂或丝网印刷该浆料加热熔化固化，形成通孔填孔电极点阵，与电池硅板形成欧姆连接，用于导出其附近的光出电流。固化后形成的通孔整体金属连接，依靠金属高导电、导热性能进一步提高电池的转化效率，该浆料线膨胀系数更较近电池基板Si材料，避免了硅片开裂现象，提升了太阳能电池的使用寿命。

技术领域

本发明属于光伏产业组件材料技术领域；特别涉及一种新型太阳能电池电极组件用无铅浆料。

背景技术

传统太阳能电池制备过程中，主要采用正极银浆和背极铝浆烧结制备电极，制备好的单组电池通过镀锡铜带栅极组件连接成为模块太阳能电池组。其中，电极用浆料主要材料为贵金属Ag，其成本约为整个太阳能电池成本的40％，近几年，围绕着在不影响太阳能电池转换效率的前提下，如何减少银浆的使用量，国内外研究机构和企业作了大量的研究，但是结果不太理想。而作为栅极连接用的镀锡铜带镀锡层材料多数为Sn-Pb40合金，Pb作为有害物质，其大比例的应用势必会带来很大的环保风险且不利于产品的出口，太阳能电池的无铅化是目前本领域急需解决的问题点之一。近几年，国内外关于高效环保新型太阳能制备技术取得了突破，其中MWT背接触晶体硅以及IBC太阳能电池技术的出现，突破了现有技术中存在的很大不足，南京日托光伏公司专利CN201310215117.7、CN201520527578.2公布了一种新型MWT太阳能电池，其采用在电池硅板激光打通孔，形成通孔电极，通过在通孔中印刷银浆形成整个受光面的银点阵，代替了传统栅极，大大减少了Ag浆的用量，降低制备成本，同时，不再采用传统的镀锡铜带材料，减少了表面遮光面积，提高晶体硅太阳能电池转换效率，另外，由于不再采用镀锡铜带材料，其带来的Pb污染的问题也迎刃而解。

MWT太阳能电池技术作为一种高效低成本的新型环保技术，其在制备过程的关键环节需要精密控制，其中通孔电极填孔用材料及材料的可靠性会直接影响产品的最终性能。目前现有技术，主要采用Ag粉或者银包铜粉材料注入硅酮基或环氧树脂基导电胶水加温固化工艺。硅酮胶和环氧树脂胶整体导电、导热能力较差，会降低通孔电极光能的吸收传到效率，同时，无论是Ag粉还是镀银铜粉，材料本身成本依然较高，开发出一种热、电性能更好的低成本通孔电极连接材料，进一步提升太阳能电池的转化效率，同时降低制造成本，加速其产业化应用推广。

太阳能电池板工作主要是户外，一般太阳能电池寿命要求达到20年，其工作环境决定其必须具有更高的可靠性能，其中抗高低温冲击性能、防潮抗氧化性能是决定其使用寿命的关键。由于一般太阳能电池外层会采用抗氧化层膜，保证了外界气体介质不会侵蚀基板及组件，这样，电池基板及组件连接部分抵抗温度冲击能力很大程度上影响电池的寿命，因此，太阳能电池组件连接材料及基板与电极之间的焊接材料本身的抗高低温循环冲击能力是太阳能电池性能高低的决定性因素。现有技术中，采用传统银浆及焊接材料连接基板与电极，由于基板硅材料、电极银、焊接材料三者之间的线膨胀系数差异大，在老化过程中容易出现应力集中导致的硅板开裂破坏，影响整个太阳能电池模组的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，提供一种用于新型太阳能电池通孔电极填充用Sn基无铅合金浆料，替代现有技术中含Ag粉或镀银铜粉导电胶水，大幅降低了连接材料的成本，并实现无铅化，环境友好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：