用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法，該玻璃粉的原料包括TeO2:30-80％、PbO:0.1-5、Bi2O3:1-20％、SiO2:0-6％、表面活性金屬氧化物:1-10％、Al2O3:0-3％、ZnO:0-20％、ZrO2:0-2％、R2O:0-4％、MgO:0-2％、P2O5:0-3％和B2O3:0-25％；其中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金屬氧化物中的至少一種，R2O為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種，上述原料經(jīng)過球磨、二段加熱、猝冷及烘干、濕法粗磨、濕法細(xì)磨和冷凍干燥后制得本發(fā)明的玻璃粉，本發(fā)明的玻璃粉具有合適的腐蝕速率、耐腐蝕能力、流動性、潤濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，能夠很好解決高方阻太陽能電池正銀漿料對燒結(jié)窗口的功能需求。
【專利說明】用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬太陽能電池漿料領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池是通過光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。在半導(dǎo)體的P-N結(jié)上入射 的合適波長的輻射充當(dāng)在該半導(dǎo)體中產(chǎn)生空穴-電子對的外部能量源。由于P-N結(jié)處存在 電勢差，空穴和電子以相反的方向跨過該結(jié)移動。電子移動到負(fù)極觸點，空穴移動到正極觸 點，從而產(chǎn)生能向外部電路輸送電力的電流。太陽能電池的電極觸點對于電池的性能很重 要。
[0003] 太陽能電池正面銀漿是制作光電太陽能電池重要的基礎(chǔ)材料，用于制作晶體硅太 陽能電池的正面電極。太陽能電池正面銀漿的組成由玻璃粉、銀粉、有機載體、無機添加劑、 有機添加劑；其中玻璃粉主要作用是燒穿絕緣的氮化硅減反膜、幫助形成Ag/Si歐姆接觸、 提供附著力；銀粉主要作用是使銀粉燒結(jié)致密化，形成低的柵線電阻，提供好的導(dǎo)電電極； 有機載體主要作用是粉體間的潤濕、印刷性、外觀、高寬比；無機添加劑與有機添加劑主要 用于改性與漿料性能的改善。
[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，為了提高轉(zhuǎn)換效率與降低表面復(fù)合，各電池廠商紛紛采用電池 片的淺結(jié)技術(shù)。淺結(jié)是指太陽能電池 P-N結(jié)結(jié)深小于0.3 μπι，利用淺結(jié)可以顯著降低太 陽能電池片表面的少數(shù)載流子復(fù)合速度，提高短波段的光譜響應(yīng)。但在燒結(jié)時由于P-N結(jié) 很淺，很容易燒穿，這就要求漿料有較寬的燒結(jié)窗口與合適的腐蝕速率，而影響燒結(jié)窗口與 腐蝕速率主要取決于正銀漿料中玻璃粉的特性：玻璃粉要在不同溫度區(qū)間有不同的腐蝕速 率、抗腐蝕能力、流動性、潤濕性、同時對溫度不敏感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉及其 制備方法，能夠很好解決高方阻太陽能電池正銀漿料對燒結(jié)窗口的功能需求。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉，該玻璃粉的原料包括以下組分和重量百分 含量：TeO 2:30-80 %、PbO: 0· 1-5、Bi2O3:1-20 %、SiO2:0-6 %、表面活性金屬氧化物：1-10 %、 Al2O3:0-3 %、ZnO: 0-20 %、ZrO2:0-2 %、R20:0-4 %、MgO: 0-2 %、P2O5:0-3 % 和 B2O3:0-25 % ;其 中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金屬氧化物中的至少一種，R2O 為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種。
[0008] 較佳的是，還包含以下材料成份中的至少一種：BiF3:0-3%、Er20 3:0-2 %、 La2O3:0-2%和 CeO2:0-2%。
[0009] 進一步地說，所述玻璃粉的Tg溫度為250°C -450°c。
[0010] 上述用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉的制備方法，按下述步驟進行：
[0011] -、將全部原料進行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑；
[0012] 二、將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備并且采用二段加熱：
[0013] 第一段：直接將加熱設(shè)備內(nèi)部升溫至850°C -1000°c后，再將步驟一制得的混合物 放入加熱設(shè)備中溶制80分鐘；
[0014] 第二段：在950°C -1200°C的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔 液；
[0015] 三、將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻 璃顆粒在60°C -80°C烘箱內(nèi)干燥1-5小時；
[0016] 四、將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進行濕法粗磨：在球磨機中加入去離子水 并且使用直徑為1〇-25_的鋯球進行球磨，球磨時間為1-3小時；
[0017] 五、將步驟四濕法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再進行濕法細(xì)磨：在球磨機中加入 球磨分散助劑并且使用直徑為2_3mm的錯球進行球磨，球磨時間為1-2小時；
[0018] 六、將步驟五濕法細(xì)磨后制得的玻璃粉溶液進行過篩取出鋯球，得到玻璃粉溶 液；
[0019] 七、將步驟六制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時，即制得本發(fā)明所 述用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉。
[0020] 其中，步驟二中所述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得 的混合物放入鉑金坩堝中，將高溫箱式爐內(nèi)部升溫至850°C -1000°c的溶制溫度后，再將鉑 金坩堝放入高溫箱式爐中。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉具有合適的腐蝕速 率、耐腐蝕能力、流動性、潤濕性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度，特別是在低溫時有充分的流動性與腐蝕 性，并充分與氮化硅反應(yīng)，高溫時能保持足夠長的耐高溫與抗腐蝕性，該玻璃粉還具有較高 的折射率與光的吸收率，并且有明顯的半導(dǎo)體特性及低的皇勢高度。使用本發(fā)明玻璃粉制 備的漿料經(jīng)燒結(jié)測試后具有更低的接觸電阻、高的拉力、高的填充、寬的燒結(jié)窗口以及與國 外漿料持平的電性能特性。

【具體實施方式】
[0022] 實施例：本發(fā)明實施例1-6的用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉的原料配比詳見下 表1 :
[0023] 表1 (單位：重量百分比，％ ):
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的原料包括以下組分 和重量百分含量：Te02:30-80 %、PbO: 0. 1-5、Bi203:1-20 %、Si02:0-6 %、表面活性金屬氧化 物：1-10%、Al203:0-3%、Zn0:0-20%、Zr02:0-2%、R 20:0-4%、Mg0:0-2%、P205:0-3%和 B203:0-25% ;其中，表面活性金屬氧化物是指含V、Mo、W、Ta、Hf、Cr或Nb的金屬氧化物中 的至少一種，R20為含有Li、Na或K的金屬氧化物中的至少一種。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，還包含以下材 料成份中的至少一種：BiF3:0-3 %、Er203:0-2 %、La203:0-2 %和 Ce02:0-2 %。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的 Tg 溫度為 250°C _450°C。
4. 一種如權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉的制備方 法，其特征在于，按下述步驟進行： 一、 將全部原料進行球磨，以將原料充分混合均勻并且降低原料粒徑； 二、 將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備并且采用二段加熱： 第一段：直接將加熱設(shè)備內(nèi)部升溫至850°C -1000°C后，再將步驟一制得的混合物放入 加熱設(shè)備中溶制80分鐘； 第二段：在950°C -1200°C的溫度條件下保溫20-30分鐘，得到均勻澄清的玻璃熔液； 三、 將步驟二制得的玻璃熔液在去離子水中淬冷，冷卻后取出玻璃顆粒，然后將玻璃顆 粒在60°C -80°C烘箱內(nèi)干燥1-5小時； 四、 將步驟三制得的烘干后的玻璃顆粒進行濕法粗磨：在球磨機中加入去離子水并且 使用直徑為1〇-25_的鋯球進行球磨，球磨時間為1-3小時； 五、 將步驟四濕法粗磨后制得的玻璃粉烘干后再進行濕法細(xì)磨：在球磨機中加入球磨 分散助劑并且使用直徑為2_3mm的錯球進行球磨，球磨時間為1-2小時； 六、 將步驟五濕法細(xì)磨后制得的玻璃粉溶液進行過篩取出鋯球，得到玻璃粉溶液； 七、 將步驟六制得的玻璃粉溶液放入冷凍干燥箱處理8-10小時，即制得本發(fā)明所述用 于太陽能高方阻漿料的玻璃粉。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于太陽能高方阻漿料的玻璃粉的制備方法，其特征在于，步 驟二中所述的將步驟一制得的混合物放入加熱設(shè)備是指：將步驟一制得的混合物放入鉑金 坩堝中，將高溫箱式爐內(nèi)部升溫至850°C -1000°C的溶制溫度后，再將鉑金坩堝放入高溫箱 式爐中。
【文檔編號】C03C12/00GK104445962SQ201410816736
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】楊晶, 白海贊, 劉府朝 申請人:江蘇歐耐爾新型材料有限公司