[发明专利]一种晶体硅太阳能电池高可焊性正面电极银浆及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料，涉及电子、化工和材料领域，涉及一种太阳能电池正面电极银浆及制备方法，具体涉及一种晶体硅太阳能电池高可焊性正面电极银浆及制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池是目前应用率最高的太阳能电池，但因为其持续使用时间超过50年，金属化电极是晶体硅太阳能电池的关键材料，尤其是正面栅极材料，直接影响太阳能电池的光电转化效率、填充影子、串联电阻等性能指数，所以，正面电极银浆的质量和性能的好坏直接决定着电池的使用寿命和衰减度。正面银浆通过丝网印刷工艺实现金属化，为尽可能减少遮光面，同时要腐蚀透SiNx减反射膜，形成较理想的Ag-Si欧姆接触，实现p-n结电流的有效导出，还必须要有与焊带的有效焊接性，能保证足够的焊接强度，因此，电极拥有高可焊性是电极材料实现高效、稳定、长寿命的关键。

正面电极银浆主要由导电粉、无机粘结材料、有机载体和添加剂组成，导电粉在烧结后形成导电线路，并实现电池与外接焊带之间的电流导通；无机粘结材料在烧结过程中烧穿SiNx减反射膜，实现银电极与硅之间的联通和粘结；有机载体使电极浆料有良好的印刷性能，实现理想的印刷要求。

作为晶体硅太阳能电池的关键材料，但银的价格相对较高，如何降低成本是当前需要解决的主要问题之一，针对这一问题，已有较多的研究成果，专利CN 104157331 A，CN103000250 A，CN102426872 A和CN106128550 A中，通过掺入银包铜作为导电相代替部分银粉，专利CN106876000 A中，浆料中的金属粉选择核材料为：钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、铍、钨、镁、钇、锆、铌、钼、锝、镉等氢化物中的一种或几种，壳材料为：金属银。专利CN 103650238 A，CN103596648 A，CN103545016 A，CN103545015 A中的金属粉用银、金、铂、铜、铁、镍、锌、钛、钴、铬、铝、锰、钯、铑中的至少一种或者银包覆的铜、铁、镍、锌、钛、钴、铬、铝、锰的至少一种。专利CN105810284 A中，银粉中添加铜粉、银包铝合金粉、磷酸铁锂/碳纳米管复合材料作为导电相；专利CN106297954 A中，使用片状锌粉、球状铜粉、银包铝合金粉、磷酸铁锂/碳纳米管复合材料作为导电相；专利CN105655416 A，CN105810286 A，CN105810287 A，CN105655007 A，及CN105655010 A中使用银粉、锌粉、银包镍合金粉、磷酸铁锂/碳纳米管复合材料作为导电相；专利CN106782755 A中用纯银粉、纯镍粉、镍包石墨粉、银包铝粉、银包铜粉、银包镍粉、银包玻璃粉中的任意一种或两种及以上的混合物。专利CN103106952 A中用银粉、锡粉、银包镍粉、银包铜粉组成导电相。专利CN102426873 A中添加银磷铜合金作为导电相，专利CN102610297A添加银包铜作为导电相，专利CN103700428A用包覆有镍镀层或锡镀层、银镀层的铜粉取代部分银粉作为导电相，专利CN1070682441 A中在导电金属粉中加入镉银合金粉、银锡合金粉、银碳合金、银镍合金、银镁合金、银铜锌合金、银铜合金、银钼合金、银钨合金、银铁合金、银铜锡锌合金、银锰合金，专利CN104575666A通过纳米银包覆高分子微球颗粒作为导电相降低成本。

但在取代部分银导电相的同时，如何能使浆料保持用纯银粉作为导电相时所具有焊接性能好、导电率高、难氧化的优点。因此，在降低成本的同时，如何保证浆料在使用性能上得到保持或提高，是需要努力的方向。

但上述专利中通过添加其他金属粉，或者添加的银包贱金属粉会存在包覆不完全或包覆层不均匀的现象，在未添加其他保护剂的情况下，在烧结过程容易发生氧化，导致粉的导电率下降，造成电极整体性能降低。添加的合金粉虽然抗氧化得到了提高，但电导率没有纯银的理想，会造成电池的光电转换效率降低。本发明的目的就是通过导电组分的配方改进，用锡合金粉和石墨粉代替部分银粉、易被氧化的镍、铜等金属粉或银包金属铝、镍、铜粉，其中石墨粉作为导电材料组分和氧化保护材料，既能解决银易迁移的问题，同时可焊性和附着力得到极大提高，因此本发明可制备出成本低、转换效率稳定、附着力良好，焊接性更优的正面电极银浆。

发明内容

本发明目的在于提供一种晶体硅太阳能电池高可焊性正面电极银浆及制备方法，用于替代目前纯金属粉作为导电相的高银含量浆料。

本发明所述的一种晶体硅太阳能电池高可焊性正面电极银浆，由以下组分组成：