本發(fā)明屬于太陽能電池領域，具體涉及一種太陽能電池用無鉛玻璃粉及其制備方法。

背景技術：

玻璃粉是安米微納的一種機無定型硬質顆粒粉末，生產(chǎn)中使用原料為pbo、sio2、tio2等電子級原料混勻后，再高溫進行固相反應，形成無序結構的玻璃均質體，化學性質穩(wěn)定，其耐酸性已遠超過氧化鉛，是一種易打磨抗劃高透明粉料，粒徑小、分散性好、透明度高、防沉效果好；經(jīng)過表面改進，具有良好的親和能力，并且有較強的位阻能力，能方便地分散于涂料中，成膜后可增加涂料豐滿度。

玻璃粉在太陽能電池領域中主要涉及導電漿料的制備，屬于導電漿料中必不可少的原料之一，導電漿料通過絲網(wǎng)印刷的方式覆蓋于硅基板上，通過燒結在硅基板上形成柵線電極，而玻璃粉在燒結過程中起到至關重要的作用，燒結的過程影響著最后形成的柵線電極與硅基板之間的附著力大小，電池片歐姆接觸電阻的高低，從而間接影響太陽能電池的光電轉換效率和使用壽命。

含鉛玻璃在作為玻璃粉制備導電漿料時可以使導電漿料制成的柵線電極具有良好的歐姆接觸，但含鉛玻璃的主要原料氧化鉛屬于劇毒重金屬化合物，屬于rohs標準中明確限制使用的六種有害物質之一。cn103992038a中公開了一種用于太陽能電池正面銀漿的玻璃粉，該專利使用pbo、pb3o4、pbf2作為玻璃粉的原料，制備出的玻璃粉雖然具有優(yōu)良的性能，但含鉛量過高，不環(huán)保。因此，開發(fā)一種兼顧環(huán)保和高效性能的玻璃粉勢在必行。

技術實現(xiàn)要素：

綜上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保且高效的太陽能電池用無鉛玻璃粉。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作簡單，易于施行的太陽能電池用無鉛玻璃粉的制備方法。

一種太陽能電池用無鉛玻璃粉，由以下重量百分比的原料構成：18％～24％sio2，3％～7％tio2，28％～36％bi2o3，1％～4％al2o3，2％～6％zno，26％～34％b2o3，1％～3％sb2o3，1％～3％nb2o3，各組分重量百分數(shù)之和為100％。

優(yōu)選的，一種太陽能電池用無鉛玻璃粉，由以下重量百分比的原料構成：20％～22％sio2，4％～6％tio2，32％～34％bi2o3，2％～3％al2o3，4％～5％zno，30％～31％b2o3，1％～2％sb2o3，1％～2％nb2o3，各組分重量百分數(shù)之和為100％。

優(yōu)選的，一種太陽能電池用無鉛玻璃粉，由以下重量百分比的原料構成：20％sio2，6％tio2，34％bi2o3，2％al2o3，4％zno，30％b2o3，2％sb2o3，2％nb2o3，各組分重量百分數(shù)之和為100％。

一種太陽能電池用無鉛玻璃粉的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)將各組分玻璃粉原料按比例分別稱取準備好；

步驟2)將步驟1)所述玻璃粉原料置于坩堝中在常溫下混合攪拌均勻；

步驟3)將步驟2)所述承載有玻璃粉原料的坩堝置于高溫熔爐中加熱至1100℃-1300℃，持續(xù)1～2h，熔煉成均勻的玻璃液；

步驟4)將步驟3)所述玻璃液用去離子水進行水淬，形成不規(guī)則的玻璃碎薄片；

步驟5)將步驟4)所述玻璃碎薄片置于球磨機中粉碎，持續(xù)6～8h，轉速設置為250r/min～350r/min；

步驟6)將步驟5)所述球磨好的玻璃粉過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為200～250目；

步驟7)將步驟6)所述過篩后的玻璃粉置于烘干機中烘干，持續(xù)3～5h，溫度設置為55～65℃，制得所述太陽能電池用無鉛玻璃粉。

優(yōu)選的，上述制備方法中，步驟3)所述高溫熔爐的加熱溫度為1200℃，步驟5)所述球磨機的轉速設置為300r/min，步驟7)所述烘干機的烘干溫度為60℃。

本發(fā)明提供的太陽能電池用無鉛玻璃粉軟化點較低，且燒結后膨脹系數(shù)為43～49×10^-7/℃，收縮率小，與現(xiàn)有技術中的硅晶片在燒結時更為匹配。本發(fā)明提供的玻璃粉制備方法設計合理，簡單易行。用本發(fā)明制備的玻璃粉制成導電漿料在制備太陽能電池時能提供優(yōu)良的附著力和光電轉換效率，從而提高太陽能電池的使用效率和壽命。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

一種太陽能電池用無鉛玻璃粉的制備方法，包括以下步驟：

(1)將18％～24％sio2，3％～7％tio2，28％～36％bi2o3，1％～4％al2o3，2％～6％zno，26％～34％b2o3，1％～3％sb2o3，1％～3％nb2o3按比例分別稱取準備好；

(2)將上述玻璃粉原料置于坩堝中在常溫下混合攪拌均勻；

(3)將承載有玻璃粉原料的坩堝置于高溫熔爐中加熱至1100℃，持續(xù)1h，熔煉成均勻的玻璃液；

(4)將上述玻璃液用去離子水進行水淬，形成不規(guī)則的玻璃碎薄片；

(5)將上述玻璃碎薄片置于球磨機中粉碎，持續(xù)6h，轉速設置為250r/min；

(6)將上述球磨好的玻璃粉過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為200～250目；

(7)將上述過篩后的玻璃粉置于烘干機中烘干，持續(xù)3h，溫度設置為55℃，制得所述太陽能電池用無鉛玻璃粉。

實施例2

(1)將18％～24％sio2，3％～7％tio2，28％～36％bi2o3，1％～4％al2o3，2％～6％zno，26％～34％b2o3，1％～3％sb2o3，1％～3％nb2o3按比例分別稱取準備好；

(2)將上述玻璃粉原料置于坩堝中在常溫下混合攪拌均勻；

(3)將承載有玻璃粉原料的坩堝置于高溫熔爐中加熱至1300℃，持續(xù)2h，熔煉成均勻的玻璃液；

(4)將上述玻璃液用去離子水進行水淬，形成不規(guī)則的玻璃碎薄片；

(5)將上述玻璃碎薄片置于球磨機中粉碎，持續(xù)8h，轉速設置為350r/min；

(6)將上述球磨好的玻璃粉過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為200～250目；

(7)將上述過篩后的玻璃粉置于烘干機中烘干，持續(xù)5h，溫度設置為65℃，制得所述太陽能電池用無鉛玻璃粉。

實施例3

(1)將18％～24％sio2，3％～7％tio2，28％～36％bi2o3，1％～4％al2o3，2％～6％zno，26％～34％b2o3，1％～3％sb2o3，1％～3％nb2o3按比例分別稱取準備好；

(2)將上述玻璃粉原料置于坩堝中在常溫下混合攪拌均勻；

(3)將承載有玻璃粉原料的坩堝置于高溫熔爐中加熱至1200℃，持續(xù)1.5h，熔煉成均勻的玻璃液；

(4)將上述玻璃液用去離子水進行水淬，形成不規(guī)則的玻璃碎薄片；

(5)將上述玻璃碎薄片置于球磨機中粉碎，持續(xù)7h，轉速設置為300r/min；

(6)將上述球磨好的玻璃粉過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為200～250目；

(7)將上述過篩后的玻璃粉置于烘干機中烘干，持續(xù)4h，溫度設置為60℃，制得所述太陽能電池用無鉛玻璃粉。

實施例4

(1)將18％～24％sio2，3％～7％tio2，28％～36％bi2o3，1％～4％al2o3，2％～6％zno，26％～34％b2o3，1％～3％sb2o3，1％～3％nb2o3按比例分別稱取準備好；

(2)將上述玻璃粉原料置于坩堝中在常溫下混合攪拌均勻；

(3)將承載有玻璃粉原料的坩堝置于高溫熔爐中加熱至1200℃，持續(xù)2h，熔煉成均勻的玻璃液；

(4)將上述玻璃液用去離子水進行水淬，形成不規(guī)則的玻璃碎薄片；

(5)將上述玻璃碎薄片置于球磨機中粉碎，持續(xù)6h，轉速設置為300r/min；

(6)將上述球磨好的玻璃粉過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為200～250目；

(7)將上述過篩后的玻璃粉置于烘干機中烘干，持續(xù)5h，溫度設置為60℃，制得所述太陽能電池用無鉛玻璃粉。

實施例1-4的玻璃粉原料成分比例具體如表1所示。

表1玻璃粉原料成分比例(wt％)

測試例1

對實施例1-4制得的太陽能電池用無鉛玻璃粉進行性能測試，結果如表2所示。

表2玻璃粉性能測試

測試例2

將實施例1-4制得的太陽能電池用無鉛玻璃粉與銀粉和相關助劑混合制成導電銀漿，將該導電銀漿分別用絲網(wǎng)印刷的方式印刷于156mm*156mm的基板硅晶片上，經(jīng)烘干燒結處理后進行檢測，結果如表3所示。

表3導電銀漿制備的電池片性能測試