CN102347093A

CN102347093A - 硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102347093A
Application number: CN 201110201519
Authority: CN
Inventors: 陈春锦
Original assignee: Irico Group Corp
Current assignee: Irico Group Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-02-08

Abstract

本发明公开了一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法，所述方法包括以下步骤：步骤1)、按照下述质量百分比称取原料：SiO₂10-30％、PbO 30-55％、ZnO 5-20％、B₂O₃ 15-30％、Al₂O₃ 2-8％、TiO₂ 2-5％；步骤2)、将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在1100℃-1300℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；步骤3)、将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂。本发明粘合剂与传统的粘接剂相比具有密度高、软化点低、膨胀系数小的特点，能够使玻璃更易软化；从而使玻璃有更好的浸润性。

Description

硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法。

背景技术

在晶体硅太阳能电池片制备过程中，正银浆料印刷在硅片正面，经过干燥、烧结后，在太阳能电池硅片的背面形成正面电极，起到导电、提高电池光电转换效率的作用。

正银浆料主要由银粉、无机粘合剂、有机粘合剂及添加剂组成。其中无机粘合剂的主要成分是玻璃粉，在烧结的过程中，当温度高于玻璃相的软化温度时，这些玻璃熔体通过银粉之间的间隙，渗透到银一硅界面上润湿减反射膜，并开始腐蚀减反射膜。一旦玻璃相将减反射膜腐蚀穿，铅与硅之间的氧化还原反应即开始进行。作为这一氧化还原反应产物之一的金属铅一旦形成，即进入电极的银金属层，使得银颗粒在低于其熔点(950℃)的情况下熔化，并在电极与硅基片的界面上形成液相的银一铅相。由于银一铅熔体对硅基片的不同晶面的腐蚀速度是不一致的，使得腐蚀面呈现出倒金字塔结构由于正面电极采取快速烧结工艺，这一过程的发生是非常快的。而当温度开始降低时，银与铅即根据相图进行分相，使得银在硅基片上重结晶。这就是铅玻璃的这个作用程。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法；该无机粘合剂具有振实密度大、膨胀系数小等优点；在烧结过程中，使银粉与硅片有很好的接触，串联电阻小；本发明的主要设计方案通过调整无机氧化物的含量调整无机粘合剂的密度、软化点和膨胀系数。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂，该粘合剂由下述质量百分比的原料制备而成：SiO₂ 10-30％、PbO 30-55％、ZnO 5-20％、B₂O₃ 15-30％、Al₂O₃ 2-8％、TiO₂ 2-5％。

一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)、按照下述质量百分比称取原料：

SiO₂ 10-30％、PbO 30-55％、ZnO 5-20％、B₂O₃ 15-30％、Al₂O₃ 2-8％、TiO₂2-5％；

步骤2)、将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在1100℃-1300℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；

步骤3)、将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂。

步骤3)制得硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂的粒径为1.0um～4.0um。

步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 20％、PbO 38％、ZnO 7％、B₂O₃ 30％、Al₂O₃ 2％、TiO₂ 3％。

步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 30％、PbO 30％、ZnO 6％、B₂O₃ 26％、Al₂O₃ 4％、TiO₂ 4％。

步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 15％、PbO 45％、ZnO 9％、B₂O₃ 18％、Al₂O₃ 8％、TiO₂ 5％。

步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 10％、PbO 55％、ZnO 5％、B₂O₃ 23％、Al₂O₃ 5％、TiO₂ 2％。

步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 25％、PbO 40％、ZnO10％、B₂O₃ 15％、Al₂O₃ 5.5％、TiO₂ 4.5％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、B2O3、ZnO具有使玻璃熔化温度降低，降低玻璃膨胀系数的作用；

2.、PbO的加入使玻璃更易腐蚀反射膜层；

3、该无机玻璃体系具有振实密度大，烧结温度高的特点。

具体实施方式

本发明公开了一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂及其制备方法，它包括如下步骤：

步骤1)：按照无机粘合剂的原料组成及其质量百分比称重；

SiO₂ 10-30％、PbO 30-55％、ZnO 5-20％、B₂O₃ 15-30％、Al₂O₃ 2-8％、TiO₂2-5％，合计100％。

步骤2)：将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在1100℃-1300℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；

步骤3)：将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得平均粒径范围为1.0um～4.0um。

以下结合具体实施实例进一步说明本发明的制备过程，具体实施办法见下表：

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						SiO₂	20	30	15	10	25
PbO	38	30	45	55	40
						ZnO	7	6	9	5	10
B₂O₃	30	26	18	23	15
						Al₂O₃	2	4	8	5	5.5
TiO₂	3	4	5	2	4.5
						合计	100	100	100	100	100
熔炼温度(℃)	1250	1300	1200	1100	1150
						熔炼时间(h)	2	3	2.5	2	3

对实施例1-5所制备的无机粘合剂做性能测试，测试性能见下表：

由上表可知，本发明粘合剂与传统的粘接剂相比具有密度高、软化点低、膨胀系数小的特点，能够使玻璃更易软化；从而使玻璃有更好的浸润性。

Claims

1.一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂，其特征在于，该粘合剂由下述质量百分比的原料制备而成：SiO₂ 10-30％、PbO 30-55％、ZnO 5-20％、B₂O₃ 15-30％、Al₂O₃ 2-8％、TiO₂ 2-5％。

2.一种硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、按照下述质量百分比称取原料：

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)制得硅基太阳能电池正面银浆用无机粘合剂的粒径为1.0um～4.0um。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 20％、PbO 38％、ZnO 7％、B₂O₃ 30％、Al₂O₃ 2％、TiO₂ 3％。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 30％、PbO 30％、ZnO 6％、B₂O₃ 26％、Al₂O₃ 4％、TiO₂ 4％。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 15％、PbO 45％、ZnO 9％、B₂O₃ 18％、Al₂O₃ 8％、TiO₂ 5％。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 10％、PbO 55％、ZnO 5％、B₂O₃ 23％、Al₂O₃ 5％、TiO₂ 2％。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中按照下述质量百分比称取原料：SiO₂ 25％、PbO 40％、ZnO 10％、B₂O₃ 15％、Al₂O₃ 5.5％、TiO₂ 4.5％。