CN116313214B - 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 - Google Patents
导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116313214B CN116313214B CN202310422402.XA CN202310422402A CN116313214B CN 116313214 B CN116313214 B CN 116313214B CN 202310422402 A CN202310422402 A CN 202310422402A CN 116313214 B CN116313214 B CN 116313214B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- aluminum paste
- conductive silver
- silver
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- -1 silver-aluminum Chemical compound 0.000 title claims abstract description 71
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 77
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 36
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 32
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 45
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 45
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 12
- 229910006715 Li—O Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 7
- NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl phthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 5
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxyethoxy)ethane Chemical compound CCOCCOCCOCC RRQYJINTUHWNHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYEDNKVJQMKJTP-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxycarbonyl)benzoic acid Chemical compound CCCCOCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O FYEDNKVJQMKJTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WAEVWDZKMBQDEJ-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-methoxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)COC(C)CO WAEVWDZKMBQDEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N Dicyclopentadiene Chemical class C1C2C3CC=CC3C1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)-3-prop-2-enoyloxy-2-(prop-2-enoyloxymethyl)propyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CO)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229940019778 diethylene glycol diethyl ether Drugs 0.000 claims description 3
- FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N dimethyl phthalate Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1OC(C)=O FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960001826 dimethylphthalate Drugs 0.000 claims description 3
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 3
- HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M lithium stearate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002742 polystyrene-block-poly(ethylene/propylene) -block-polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims 1
- YETXGSGCWODRAA-UHFFFAOYSA-N isopropyl palmitic acid Natural products CC(C)CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O YETXGSGCWODRAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H01L31/022425—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池，所述导电银铝浆包含银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、玻璃粉及有机载体，以所述导电银铝浆总重量为100％计，各组分的重量百分含量为：银粉82.0％～88.0％；铝粉0.5％～2.0％；锌粉0.1％～1.0％；含硅元素添加物粉0.0％～1.0％；玻璃粉1.0％～5.0％；有机载体7.5％～12.5％，其中，所述银粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为1.0～2.0μm；所述铝粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.8～2.0μm；所述锌粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。
Description
技术领域
本发明属于硅太阳能电池领域，尤其涉及一种导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池。
背景技术
随着硅太阳能电池技术的发展进步，高效率的N型Topcon电池逐渐成为发展的主流。理论上，N型半导体Topcon电池具有少子寿命较长，光致衰减较弱的特点，且N型Top-con电池的开路电压高，光电转换效率高，输出功率也高。实际上，要发展高效率的N型Top-con电池需要解决两大问题，一是电池片构造设计及工艺，二是电池的表面金属化的银铝浆的开发。目前电池片构造设计及工艺已经取得阶段性成功，实现了N型Topcon电池的批量生产，但与之匹配的表面金属化的银铝浆还处于快速发展变化阶段。开发出性能优异的N型Topcon电池用银铝浆不仅可以进一步体现N型Topcon电池的效率优势，而且可以推进新一代的N型Topcon电池的快速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池，通过引入了适量的含铝粉和锌粉，促使了银铝浆的铝刺的形成，增加少子扩散能力；通过引入适量的含硅元素添加物粉平衡铝粉和银粉烧结的窗口差异，防止了玻璃对电池的过度腐蚀，很好地满足了当前N型Topcon电池发展对电极材料的要求，具有接触电阻低，开路电压高，光电转换效率高，输出功率高的优点。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明提供了一种导电银铝浆，所述导电银铝浆包含银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、玻璃粉及有机载体，以所述导电银铝浆总重量为100％计，各组分的重量百分含量为：
其中，所述银粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为1.0～2.0μm；所述铝粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.8～2.0μm；所述锌粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。
进一步地，所述含硅元素添加物粉的粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.6～2.0μm。
进一步地，所述含硅元素添加物粉为硅粉、硅化钼、硅化钨、硼化硅中的一种或多种。
进一步地，所述玻璃粉为主元素组成体系玻璃粉，包括
Pb-Ba-Zn-Si-B-Li-O体系、Pb-Ba-Zn-Ge-B-Li-O体系或二者复合结构Pb-Ba-Zn-Si-Ge-B-Li-O体系玻璃粉中的一种或多种，以所述玻璃粉包含各组分的总摩尔数为100％计，各组分对应的摩尔百分比如下：
其中，所述主元素由对应元素的氧化物引入，或在制成所述玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质引入；所述玻璃粉粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。
进一步地，所述改性添加物为Ca、Sr、Na、K、Tl、Ti、Al、Fe、Ga、Bi、Sb、Se中的一种或多种元素的氧化物，或在制成所述玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质。
进一步地，所述有机载体包含有机溶剂、有机树脂、二甲基硅油、消泡剂、触变剂，以所述有机载体总重量为100％计，各组分含量如下：
进一步地，所述有机树脂包括弹性树脂，所述弹性树脂为SEPS树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂、SBS树脂、SEBS树脂、氢化DCPD树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。
进一步地，所述有机树脂还包括纤维树脂，所述纤维树脂为醋酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
进一步地，所述有机溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、醇酯十二、邻苯二甲酸二甲酯、邻甲酸乙二醇丁醚酯、N,N-二甲基癸酰胺、三丙二醇蛋甲醚、二乙二醇丁醚、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述消泡剂为异丙醇、棕榈酸、硬脂酸锂中的一种或多种。
进一步地，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或多种。
本发明还提供一种制备上述导电银铝浆的方法，包括以下步骤过程：
制备玻璃粉：将玻璃粉所用的原料按设定配比进行称量，混合，再经过高温熔制、降温冷却及干燥后，经过粉碎处理得所需的玻璃粉；
制备有机载体：将有机载体所用的原料按设定配比进行称量，加热搅拌混合、高速离心分散均匀后过滤得到所述有机载体；
制备导电银铝浆：将银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、制备好的玻璃粉按质量配比分别加入至制备好的有机载体中，混合搅拌均匀，再经碾磨、调粘及过滤后得到导电银铝浆。
本发明还提供一种电极，所述电极经由上述所述的导电银铝浆在电池硅片表面烧结而成。
本发明还提供一种N型Topcon电池，包含上述所述的电极。
本发明的导电银铝浆通过引入适量的含硅元素添加物粉可以平衡熔点差异较大的铝粉、锌粉、银粉、玻璃粉的烧结，防止出现栅线的局部过烧，且少量的含硅元素添加物粉进入铝液中，可以促进铝刺形成P++通道，同时也可以降低铝液对PN结的破坏程度，改善接触电阻的同时也有利于保持电池较高的开路电压；通过加入了锌粉，锌粉熔点较银粉铝粉低，适量的锌粉的加入可以促进银粉和铝粉的烧结，阻止银粉的氧化，提升了栅线的导电效果以及致密程度，这样可以降低栅线的体电阻，同时锌粉氧化形成氧化锌进入玻璃内部，增加玻璃液的粘性和降低玻璃的氧化性，防止高温下玻璃液过深腐蚀电池的PN结，从而保持电池较高的开路电压。本发明实现了接触电阻低，开路电压高和光电转换效率高，输出功率高的N型Topcon单晶硅电池电极。
具体实施方式
本发明提供了一种导电银铝浆，导电银铝浆包含银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、玻璃粉及有机载体，以导电银铝浆总重量为100％计，各组分的重量百分含量为：
其中，银粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为1.0～2.0μm；铝粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.8～2.0μm；锌粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。
进一步地，含硅元素添加物粉的粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.6～2.0μm；含硅元素添加物粉为硅粉、硅化钼、硅化钨、硼化硅中的一种或多种，一方面该类物质可以平衡熔点差异较大的铝粉、锌粉、银粉、玻璃粉的烧结，防止出现栅线的局部过烧，另一方面少量的含硅元素添加物粉进入铝液中，可以促进铝刺形成P++通道，同时也可以降低铝液对PN结的破坏程度，改善接触电阻的同时也有利于保持电池较高的开路电压。其中，铝刺的尺寸控制在合适范围内，不宜过大或过小。
进一步地，玻璃粉为主元素组成体系玻璃粉，腐蚀效果好，接触电阻低。主元素包括Pb、Ba、Zn、B、Li、O、Si、Ge，形成的玻璃粉为Pb-Ba-Zn-Si-B-Li-O体系、Pb-Ba-Zn-Ge-B-Li-O体系或二者复合结构Pb-Ba-Zn-Si-Ge-B-Li-O体系玻璃粉中的一种或多种。以玻璃粉包含各组分的总摩尔数为100％计，各组分对应的摩尔百分比如下：
其中，主元素由对应元素的氧化物引入，或在制成玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质引入，可由过氧化物、碳酸盐或复合物引入，如BaO可由BaCO3引入。玻璃粉粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。本实施例通过引入由主元素Pb、Ba、Zn、B、Li、O、Si、Ge组成体系玻璃粉，玻璃氧化性适度，玻璃软化点低，具有较好的液相助烧效果，熔化后玻璃液粘度适中，具有很好的流动性，可以很好地腐蚀电池表面绝缘性减反射膜，形成优秀的欧姆接触并保持较好的开压；同时，玻璃粉添加少量的Ba元素，Ba元素通过BaO引入，BaO为强碱元素氧化物，高温时具有较好的清理铝粉表面氧化铝的能力，这有利于铝硅银刺凸的形成和P++结区的形成，改善了电池片与栅线的接触电阻。其中，铝硅银刺凸的尺寸控制在合适范围内，不宜过大或过小。
进一步地，改性添加物为Ca、Sr、Na、K、Tl、Ti、Al、Fe、Ga、Bi、Sb、Se中的一种或多种元素的氧化物，或在制成玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质，比如碳酸盐或复合物，如Li2CO3、CaCO3、SrCO3、Na2CO3、K2CO3引入对应元素的氧化物。
进一步地，有机载体包含有机溶剂、有机树脂、二甲基硅油、消泡剂、触变剂，以有机载体总重量为100％计，各组分含量如下：
其中，有机树脂包括弹性树脂，弹性树脂为SEPS树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂、SBS树脂、SEBS树脂、氢化DCPD树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。弹性树脂可以很好地束缚住银粉颗粒，防止栅线出现明显的高低点，同时可以很好地锁住有机溶剂，防止栅线向两边析出溶剂导致栅线坍塌，这样可以保持较好的印刷线性和高宽比。有机树脂还包括纤维树脂，纤维树脂为醋酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。弹性树脂和纤维树脂的相互作用，不仅改善了银铝浆印刷的过网效果，而且保证了银铝浆过网后较好的高宽比。有机溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、醇酯十二、邻苯二甲酸二甲酯、邻甲酸乙二醇丁醚酯、N,N-二甲基癸酰胺、三丙二醇蛋甲醚、二乙二醇丁醚、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。消泡剂为异丙醇、棕榈酸、硬脂酸锂中的一种或多种。触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或多种。二甲基硅油的加入，可以改善银铝浆的过网性，适应较窄网板的印刷要求。本发明使用不同物质的混合溶剂，使溶剂挥发温区出现差异化，提高银铝浆的持续印刷性、稳定性和印刷后栅线的塑型效果，可以进一步提升电池的输出功率，提升光电转换效率。
本发明还提供一种制备上述导电银铝浆的方法，包括以下步骤过程：
制备玻璃粉：将玻璃粉所使用的前驱原料按设定配比进行称量，再经过球磨或者分筛混合均匀后放置于坩埚中，再将坩埚放入高温炉中在750℃～1100℃熔制10min～60min，熔制均匀后将玻璃液倒入-5℃～5℃的恒温对辊机上进行快速降温冷却处理得到玻璃块，再将玻璃块经过干燥处理后，进行初步粉碎后，再经过精细粉碎得到粒径合适的所需玻璃粉；
制备有机载体：将有机载体用有机溶剂、弹性树脂、纤维树脂、消泡剂、二甲基硅油、触变剂的原料按设定配比进行称量，然后在70℃～100℃的水浴加热搅拌混合均匀，再经过高速离心分散均匀后过滤得到所需有机载体；
制备导电银铝浆：将准备好的银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、制备好的玻璃粉按质量配比分别加入至制备好的有机载体中，混合搅拌均匀，再经三辊碾磨，后经过调粘，最后经过过滤后得到所需导电银铝浆。
本发明还提供了一种电极，电极经由上述的导电银铝浆在电池硅片表面烧结而成。具体地，采用丝网印刷的方式将制备好的导电银铝浆进行印刷形成N型Topcon电池表面所需栅线，再经过烧结，形成可导电的银栅线电极。关于该电极的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
本发明还提供了一种N型Topcon电池，包含上述的电极，关于该N型Topcon电池的其它技术特征，请参见现有技术，在此不再赘述。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明的银铝浆使用了Pb、Ba、Zn、Si、Ge、B、Li、O主元素组成体系玻璃，玻璃氧化性适中，玻璃软化点低，具有较好的液相助烧效果，熔化后玻璃液粘度适中，具有很好的流动性，可以很好地腐蚀电池表面绝缘性减反射膜，形成优秀的欧姆接触并保持较好的开压；
(2)本发明玻璃粉添加少量的Ba元素，BaO为强碱元素氧化物，高温时具有较好的清理铝粉表面氧化物氧化铝的能力，这有利于铝硅银刺凸的形成和P++结区的形成，改善了电池片与栅线的接触电阻；
(3)本发明还加入了锌粉，锌粉熔点较银粉铝粉低，适量的锌粉的加入可以促进银粉和铝粉的烧结，阻止银粉的氧化，提升了栅线的导电效果以及致密程度，这样可以降低栅线的体电阻，同时锌粉的氧化形成氧化锌进入玻璃内部，增加玻璃液的粘性和降低玻璃的氧化性，防止高温下玻璃液过深腐蚀电池的PN结，从而保持电池较高的开路电压；
(4)本发明还加入了含硅元素添加物粉，包括硅粉、硅化钼、硅化钨、硼化硅等物质，一方面该类物质可以平衡熔点差异较大的铝粉、锌粉、银粉、玻璃粉的烧结，防止出现栅线的局部过烧，另一方面少量的含硅元素物粉进入铝液中，可以促进铝刺的形成P++通道，同时也可以降低铝液对PN结的破坏程度，改善接触电阻的同时也有利于保持电池较高的开路电压。
(5)本发明的有机载体包含一种弹性树脂，这样可以很好的束缚住银粉颗粒，防止栅线的出现明显的高低点，同时可以很好的锁住有机溶剂，防止栅线向两边析出溶剂导致栅线坍塌，这样可以保持较好的印刷线性和高宽比；二甲基硅油的加入，可以改善银铝浆的过网性，适应较窄网板的印刷要求；使用不同物质的混合溶剂，使溶剂挥发温区出现差异化，提高银铝浆的持续印刷性、稳定性和印刷后栅线的塑型效果，可以进一步提升电池的输出功率，提升光电转换效率。
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
下面结合具体实施例进行说明：
实施例G01-G06：
玻璃粉的制备：将玻璃粉使用原料按设定配方分别进行计算和称量，再经过球磨或者分筛混合均匀后放置于坩埚中，再将坩埚放入高温炉中在750℃～1100℃熔制10min～60min，熔制均匀后将玻璃液倒入-5℃～5℃的恒温对辊机上进行快速降温冷却处理得到玻璃块，再将玻璃块经过干燥处理后，进行初步粉碎后，再经过精细粉碎得到粒径合适的所需玻璃粉，编号G01-G06备用，玻璃粉具体组成摩尔比例如表1所示。
表1玻璃粉摩尔百分比表(at％)
实施例C01-C06：
有机载体的制备：将有机载体用有机溶剂、弹性树脂、纤维素树脂、消泡剂、二甲基硅油、触变剂的原料按设定配比进行称量，然后在70℃～100℃的水浴加热搅拌混合均匀，再经过高速离心分散均匀后过滤得到所需有机载体，编号C01-C06备用，各有机载体质量组成比例如表2所示。
表2有机载体重量组分表(wt％)
实施例P01-P12：
导电银铝浆的制备：将银粉编号为Ag1，铝粉编号为Al1，锌粉编号为Zn1；将粒径合适的含硅元素添加物粉中的硅粉、硅化钼、硅化钨、硼化硅粉末依次编号为S01、S02、S03、S04；按照表3所选择的物质组合和提供的质量百分比，分别称量对应的银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、玻璃粉，并将其加入到对应型号和质量的有机载体中，将其混合搅拌均匀，再使用三辊碾磨机扎浆后经过过滤得到粗浆，再经过调浆后得到导电银铝浆P01-P12，银铝浆具体组成如表3所示。
表3导电银铝浆重量组成表(wt％)
测试例：
将上述实施例P01-P12所制备的银铝浆，在N型Topcon电池片上过丝网印刷到电池表面，再经过烘干、烧结冷却，得到包含印刷银栅线电极的电池，对所得电池进行电性能测试。为了方便观察本发明银铝浆的电性能特征，特选取上海银浆科技有限公司生产的银铝浆995PFB在相同条件下印刷烧结和测试电性能与本发明银铝浆进行对比，测试结果见表4。
表4导电银铝浆实施例和对比例的测试数据表
由表4可知，对比本发明的实施例P01-P12和上海银浆科技有限公司生产的银铝浆995PFB银铝浆发现，在N型Topcon电池上，本发明银铝浆印刷线高高，线宽窄，高宽比好，印刷线性较对比例明显改善，同时本使用发明银铝浆的电池开路电压较高，接触电阻较低，光电转换效率均很优秀，且光电转换效率高出对比例较多，这说明本发明提供的银铝浆接触效果好，开路电压高，光电转换效率高。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (13)
1.一种导电银铝浆，其特征在于，所述导电银铝浆包含银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、玻璃粉及有机载体，以所述导电银铝浆总重量为100％计，各组分的重量百分含量为：
其中，所述银粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为1.0～2.0μm；所述铝粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.8～2.0μm；所述锌粉为球形或类球形，粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm；
所述玻璃粉为主元素组成体系玻璃粉，包括Pb-Ba-Zn-Si-B-Li-O体系、Pb-Ba-Zn-Ge-B-Li-O体系或二者复合结构Pb-Ba-Zn-Si-Ge-B-Li-O体系玻璃粉中的一种或多种，以所述玻璃粉包含各组分的总摩尔数为100％计，各组分对应的摩尔百分比如下：
其中，所述主元素由对应元素的氧化物引入，或在制成所述玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质引入；所述玻璃粉粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.5～2.0μm。
2.如权利要求1所述的导电银铝浆，其特征在于，所述含硅元素添加物粉的粒径大小分布范围为0.1～6.0μm，D50分布范围为0.6～2.0μm。
3.如权利要求1所述的导电银铝浆，其特征在于，所述含硅元素添加物粉为硅粉、硅化钼、硅化钨、硼化硅中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的导电银铝浆，其特征在于，所述改性添加物为Ca、Sr、Na、K、Tl、Ti、Al、Fe、Ga、Bi、Sb、Se中的一种或多种元素的氧化物，或在制成所述玻璃粉过程中分解得到该元素氧化物的物质。
5.如权利要求1所述的导电银铝浆，其特征在于，所述有机载体包含有机溶剂、有机树脂、二甲基硅油、消泡剂、触变剂，以所述有机载体总重量为100％计，各组分含量如下：
6.如权利要求5所述的导电银铝浆，其特征在于，所述有机树脂包括弹性树脂，所述弹性树脂为SEPS树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂、SBS树脂、SEBS树脂、氢化DCPD树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的导电银铝浆，其特征在于，所述有机树脂还包括纤维树脂，所述纤维树脂为醋酸丁酸纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。
8.如权利要求5所述的导电银铝浆，其特征在于，所述有机溶剂为二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、醇酯十二、邻苯二甲酸二甲酯、邻甲酸乙二醇丁醚酯、N,N-二甲基癸酰胺、三丙二醇蛋甲醚、二乙二醇丁醚、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。
9.如权利要求5所述的导电银铝浆，其特征在于，所述消泡剂为异丙醇、棕榈酸、硬脂酸锂中的一种或多种。
10.如权利要求5所述的导电银铝浆，其特征在于，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或多种。
11.一种制备上述权利要求1-10任一项所述的导电银铝浆的方法，其特征在于，包括以下步骤过程：
制备玻璃粉：将玻璃粉所用的原料按设定配比进行称量，混合，再经过高温熔制、降温冷却及干燥后，经过粉碎处理得所需的玻璃粉；
制备有机载体：将有机载体所用的原料按设定配比进行称量，加热搅拌混合、高速离心分散均匀后过滤得到所述有机载体；
制备导电银铝浆：将银粉、铝粉、锌粉、含硅元素添加物粉、制备好的玻璃粉按质量配比分别加入至制备好的有机载体中，混合搅拌均匀，再经碾磨、调粘及过滤后得到导电银铝浆。
12.一种电极，其特征在于，所述电极经由权利要求1-10任一项所述的导电银铝浆在电池硅片表面烧结而成。
13.一种N型Topcon电池，其特征在于，包含权利要求12所述的电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310422402.XA CN116313214B (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310422402.XA CN116313214B (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116313214A CN116313214A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116313214B true CN116313214B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=86790691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310422402.XA Active CN116313214B (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116313214B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117844308B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-08-06 | 江苏日御光伏新材料股份有限公司 | 一种TOPCon背面有机载体 |
| CN117727488B (zh) * | 2024-02-18 | 2024-07-02 | 浙江晶科新材料有限公司 | N型TOPCon太阳能电池用导电浆料、制备方法和太阳能电池 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328726A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-11 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 两面受光的高效晶体硅太阳能电池局域接触背场铝浆及其制备方法 |
| CN110040968A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-23 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 一种玻璃粉及包括该玻璃粉的n型双面太阳能电池正面用银铝浆 |
| CN113257457A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 浙江奕成科技有限公司 | 一种高性能n型太阳能电池正面细栅用银铝浆及其制备方法 |
| WO2021213189A1 (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-28 | 上海宝银电子材料有限公司 | 一种汽车玻璃用灰色导电银浆及其制备方法 |
| CN114822910A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 上海银浆科技有限公司 | 导电银铝浆、制备方法、电极及电池 |
| CN115862926A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-28 | 浙江光达电子科技有限公司 | 一种电极浆料及制备方法、光伏电池 |
-
2023
- 2023-04-19 CN CN202310422402.XA patent/CN116313214B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328726A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-11 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 两面受光的高效晶体硅太阳能电池局域接触背场铝浆及其制备方法 |
| CN110040968A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-23 | 南通天盛新能源股份有限公司 | 一种玻璃粉及包括该玻璃粉的n型双面太阳能电池正面用银铝浆 |
| WO2021213189A1 (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-28 | 上海宝银电子材料有限公司 | 一种汽车玻璃用灰色导电银浆及其制备方法 |
| CN113257457A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 浙江奕成科技有限公司 | 一种高性能n型太阳能电池正面细栅用银铝浆及其制备方法 |
| CN114822910A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 上海银浆科技有限公司 | 导电银铝浆、制备方法、电极及电池 |
| CN115862926A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-28 | 浙江光达电子科技有限公司 | 一种电极浆料及制备方法、光伏电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116313214A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116313214B (zh) | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 | |
| CN101271928B (zh) | 一种高粘度太阳能电池正面银浆的制备方法 | |
| TWI353062B (en) | Aluminum thick film composition(s), electrode(s), | |
| CN114822910B (zh) | 导电银铝浆、制备方法、电极及电池 | |
| CN104751942B (zh) | 太阳能电池细线丝网印刷用无铅导电浆料及其制备方法 | |
| CN115602355B (zh) | 导电浆料及其制备的太阳能电池 | |
| WO2011016594A1 (ko) | 실리콘 태양전지 제조용 납 프리 유리 프릿 분말 및 그 제조방법과 이를 포함하는 금속 페이스트 조성물 및 실리콘 태양전지 | |
| CN111302638B (zh) | 一种玻璃粉组合物及含有其的导电银浆和太阳能电池 | |
| CN104867537A (zh) | 低铅高方阻硅太阳能电池正面银电极浆料及其制备方法 | |
| CN111499208B (zh) | 单晶硅太阳能电池正面银浆用玻璃料及其制备方法与应用 | |
| WO2019183932A1 (zh) | 晶硅太阳能电池正面导电浆料及其制备方法和太阳能电池 | |
| CN103958429A (zh) | 用于金属穿孔卷绕硅太阳能电池的导电银浆 | |
| CN102956283A (zh) | 一种新型高效晶硅太阳能电池用无铅化银浆及其制备与应用 | |
| CN116721794B (zh) | 高性能导电银铝浆、制备方法、电极及N型TOPcon电池 | |
| CN112489851A (zh) | 一种n型高效电池正面银铝浆 | |
| KR20190028038A (ko) | 태양전지 전면전극용 페이스트 조성물 및 이의 제조방법 | |
| CN111302636A (zh) | 一种玻璃粉组合物及含有其的导电银浆和太阳能电池 | |
| CN114283963B (zh) | 导电浆料组合物及其制备方法和应用、晶硅太阳能电池 | |
| CN113488223B (zh) | 不含硅油的太阳能电池导电银浆及其应用 | |
| CN117253649B (zh) | Leco技术烧结用导电银浆、制备方法、电极及电池 | |
| CN114550969A (zh) | 玻璃粉、导电银浆及其制备方法、正面电极和硅太阳能电池 | |
| CN116759133B (zh) | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 | |
| CN116344096B (zh) | 一种ibc电池铝浆、ibc电池及其制备方法 | |
| CN116313213A (zh) | 导电银铝浆、制备方法、电极及N型Topcon电池 | |
| CN111302620A (zh) | 一种玻璃粉组合物及含有其的导电银浆和太阳能电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |