專利名稱：一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)化石能源日益短缺，因超量排放二氧化碳等溫室氣體而引發(fā)的地球氣候變化 問(wèn)題長(zhǎng)期存在且愈演愈烈，越來(lái)越多國(guó)家人民與政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變勢(shì)在必 行，太陽(yáng)能光伏發(fā)電等清潔可再生能源的廣泛使用已經(jīng)成時(shí)代潮流，以德、日為代表的先進(jìn) 國(guó)家，由于率先采取了有效的政府補(bǔ)貼政策，促使光伏電池的需求急劇增加，也帶動(dòng)了包括 我國(guó)在內(nèi)的世界各光伏生產(chǎn)與市場(chǎng)的迅速崛起，中國(guó)已先后超越德國(guó)、日本，于2007年開 始成為世界最大的太陽(yáng)能電池組件生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。與此同時(shí)，我國(guó)與美國(guó)、俄國(guó)、印度、南 非、東歐、東南亞等國(guó)家的光伏應(yīng)用市場(chǎng)也急起直追，獲得長(zhǎng)足進(jìn)展。太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽(yáng)能利用中最具意義的技術(shù)，成為世界各國(guó)競(jìng)相研究 應(yīng)用的熱點(diǎn)，最近10年以每年平均30%的速度遞增，最近3年更是以每年50%以上的速度 高速增長(zhǎng)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域中繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快、 最大的產(chǎn)業(yè)，IC Insights預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能電池廠商的設(shè)備投資將于2011年步入發(fā)展軌道， 預(yù)計(jì)2011年將比上年增長(zhǎng)13%，達(dá)到7億7000萬(wàn)美元，2012年同比增長(zhǎng)74%，達(dá)到13億 4000萬(wàn)美元，2013年將擴(kuò)大至19億7000萬(wàn)美元(比上年增長(zhǎng)47 ，超過(guò)08年業(yè)績(jī)14 億7000萬(wàn)美元。預(yù)計(jì)工廠開工率也將穩(wěn)步增長(zhǎng)，2011年達(dá)到63%，2013年達(dá)到82%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有銀漿在印刷時(shí)易出現(xiàn)的堵網(wǎng)和干網(wǎng)現(xiàn)象，以及燒結(jié)后 電池轉(zhuǎn)化效率低的缺點(diǎn)，提供一種用于絲網(wǎng)印刷的硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法。一種用于絲網(wǎng)印刷的硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，該漿料主要由玻璃粉 0. 5 5%、片狀銀粉40 85%、納米銀粉5 45%、有機(jī)載體5% 10%、溶劑2% 6% 和助劑0.2% 2%組成。本發(fā)明的主要設(shè)計(jì)方案通過(guò)合適的助劑、有機(jī)載體和溶劑改善印 刷時(shí)可能出現(xiàn)的堵網(wǎng)和干網(wǎng)現(xiàn)象；通過(guò)合適的玻璃體系、片狀銀粉、納米銀粉、助劑改善燒 結(jié)后銀粉與硅片的柵線電極高度低、接觸電阻和電池轉(zhuǎn)化效率低的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，它包括以下基本步驟(1)制備玻璃粉按照重量百分比將5% 30%的Si02、30% 75%的Pb0、5% 30 %的B203、 2 % 15 %的TiO2和Al2O3的0. 5 % 10 %混合均勻，經(jīng)熱熔、冷卻、粉碎、球磨、干燥和過(guò)篩 制成平均粒徑范圍是0. 4μπι 1.2μπι的玻璃粉；所述Si02、Pb0、B203、Ti02和Al2O3的總量 是 100% ；(2)制備有機(jī)載體 按照重量百分比，將10 % 30 %的乙基纖維素樹脂加入到70 % 90 %的溶劑中，在恒溫水槽中溶解完全，經(jīng)250 325目篩網(wǎng)過(guò)濾得有機(jī)載體；所述乙基纖維素樹脂和溶劑 的總量是100% ；(3)制備漿料按重量百分比，將0. 5% 5%的玻璃粉、40 85%的片狀銀粉、5 45%的納米 銀粉、5% 10%的有機(jī)載體、2% 6%的溶劑和0. 2% 2%的助劑在攪拌機(jī)里混合均勻， 再在三輥機(jī)上分散至10 μ m以下，最后經(jīng)325 400目篩網(wǎng)中過(guò)濾即得漿料；所述玻璃粉、 片狀銀粉、納米銀粉、有機(jī)載體、溶劑和助劑的總量是100%。所述步驟(2)中所述溶劑采用丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇的一種或 幾種的混合溶液。所述步驟(2)中所述恒溫水槽的溫度為75°C 95°C。所述步驟(3)中所述助劑包含增塑劑和分散劑，增塑劑可以選擇鄰苯二甲酸二辛 脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑可以選擇聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、 微晶石蠟的一種或幾種。所述步驟(3)中所述攪拌機(jī)為行星式或其它類型攪拌機(jī)。所述步驟(1)中玻璃粉的膨脹系數(shù)約為62X10 7 75X10 7K、燒結(jié)溫度為 500 650"C。在本發(fā)明中，改變玻璃粉、片狀銀粉和納米銀粉的添加比例可以改變柵線的印刷 高度、接觸電阻和電池的轉(zhuǎn)化效率；改變有機(jī)載體和溶劑的添加比例可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粘度、 印刷性；改變?cè)鏊軇┑奶砑颖壤梢哉{(diào)節(jié)產(chǎn)品的塑性，流平性和印刷性。本發(fā)明的漿料具有優(yōu)異的印刷性，燒結(jié)后與硅片形成好的合金，柵線電極高度高、 串聯(lián)電阻低、電池轉(zhuǎn)化效率高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，它包括如下步驟(1)制備玻璃粉一種玻璃體系，其組成和重量百分比分別為5% 30%的5102、30% 75%的 Pb0、5% 30%的B203、Ti022% 15%、Al2O3O. 5% 10%。將上述玻璃體系組分混合均 勻、熱熔、冷卻、粉碎、球磨、干燥、篩網(wǎng)過(guò)篩后，制得平均粒徑范圍是0. 4 μ m 1. 2 μ m的玻璃粉。(2)制備有機(jī)載體將重量百分比為10% 30%的乙基纖維素樹脂加入到70% 90%的溶劑中，在 恒溫水槽中溶解完全，經(jīng)250 325目篩網(wǎng)過(guò)濾得有機(jī)載體；(3)制備漿料按重量百分比的0. 5% 5%將上述玻璃粉、40 85%的片狀銀粉、5 45%的納 米銀粉、5% 10%的有機(jī)載體、2% 6%的溶劑和0. 2% 2%的助劑在攪拌機(jī)里混合均 勻，再在三輥機(jī)上分散至10 μ m以下，最后經(jīng)325 400目篩網(wǎng)中過(guò)濾即得漿料。步驟(1)中所述玻璃體系為Si-Pb B玻璃體系，膨脹系數(shù)約為(62 75) X 1(Τ 7/Κ，燒結(jié)溫度在500 650°C。步驟(1)中所述玻璃體系各組分重量百分比之和為100%。
步驟(2)中所述溶劑采用丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇的一種或幾種 混合溶液。步驟⑵中所述恒溫水槽的溫度為75V 95°C。步驟(3)中所述助劑包含增塑劑和分散劑，增塑劑可以選擇鄰苯二甲酸二辛脂、 鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑可以選擇聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、微 晶石蠟的一種或幾種。步驟(3)中所述攪拌機(jī)為行星式或其它類型攪拌機(jī)。以下結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的制備過(guò)程實(shí)施例1(1)制備玻璃粉:按重量百分將5%的5丨02、75%的？130、10%的8203、5%的1102、 5%的Al2O3比混合均勻后，在900°C下保溫30分鐘熔化后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng) 過(guò)400目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；(2)制備有機(jī)載體按重量百分比將10%的乙基纖維素樹脂加入到90%的丁基卡 必醇中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，經(jīng)250目過(guò)濾得有機(jī)載體；(3)制備漿料按重量百分比將上述0. 5%的玻璃粉、40%的片狀銀粉、45%的納 米銀粉、10%的有機(jī)載體、3. 5%的丁基卡必醇溶劑、0. 6%的鄰苯二甲酸二丁脂、0. 4%的聚 乙烯蠟分散劑，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至ΙΟμπι以 下，最后在325目篩網(wǎng)中過(guò)濾，用Brookfield DV-II粘度計(jì)測(cè)得粘度為280kcps的正面銀 漿；(4)將該漿料使用絲網(wǎng)印刷在125*125單晶硅片(200士20 μ m)上，經(jīng)烘干、 燒結(jié)，用臺(tái)階儀測(cè)量柵線高度為17.4μπι;用單體分選機(jī)測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)串聯(lián)電阻 0. 00987 Ω，轉(zhuǎn)化效率 17. 8% 0實(shí)施例2(1)制備玻璃粉按重量百分比將10%的5丨02、65%的？130、20%的8203、4%的 TiO2,1 %的Al2O3混合均勻后，在950°C下保溫30分鐘熔化后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)， 經(jīng)過(guò)400目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；(2)制備有機(jī)載體按重量百分比將15%的乙基纖維素樹脂加入到85%的丁基卡 必醇醋酸酯中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；(3)制備漿料按重量百分比將上述的玻璃粉、85%的片狀銀粉、5%的納米銀 粉、5%的有機(jī)載體、3%的丁基卡必醇醋酸酯溶劑、0.2%的鄰苯二甲酸二辛脂、0.8%的硬 脂酸鋅分散劑，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至ΙΟμπι以 下，最后在325目篩網(wǎng)中過(guò)濾，用Brookfield DV-II粘度計(jì)測(cè)得粘度為260kcps的正面銀 漿；(4)將該漿料使用絲網(wǎng)印刷在125*125單晶硅片(200士20 μ m)上，經(jīng)烘干、 燒結(jié)，用臺(tái)階儀測(cè)量柵線高度為16.6μπι;用單體分選機(jī)測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)串聯(lián)電阻 0. 01023 Ω，轉(zhuǎn)化效率 17. 4%ο實(shí)施例3(1)制備玻璃粉按重量百分比將20%的Si02、70%的Pb0、5%&B203、4. 5%的 Ti02、0. 5%的Al2O3混合均勻后，在930°C下保溫30分鐘熔化后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng)過(guò)325目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；(2)制備有機(jī)載體按重量百分比將20%的乙基纖維素樹脂加入到80%的松油醇 中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；(3)制備漿料按重量百分比將上述3%的玻璃粉、60%的片狀銀粉、25%的納米 銀粉、5%的有機(jī)載體、6%的松油醇溶劑、0.4%的己二酸二辛脂、0.6%的微晶石蠟分散劑， 將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至10 μ m以下，最后在400目 篩網(wǎng)中過(guò)濾，用Brookfield DV-II粘度計(jì)測(cè)得粘度為290kcps的正面銀漿；(4)將該漿料使用絲網(wǎng)印刷在125*125單晶硅片(200士20 μ m)上，經(jīng)烘干、 燒結(jié)，用臺(tái)階儀測(cè)量柵線高度為15.8μπι;用單體分選機(jī)測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)串聯(lián)電阻 0. 01053 Ω，轉(zhuǎn)化效率 17. 2%ο實(shí)施例4(1)制備玻璃粉按重量百分比將30%的5丨02、50%的？130、10%的8203、5%的 Ti02、5%的Al2O3混合均勻后，在970°C下保溫30分鐘熔化后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)， 經(jīng)過(guò)325目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；(2)制備有機(jī)載體按重量百分比將10%的乙基纖維素樹脂加入到40%的丁基卡 必醇和40%的松油醇中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；(3)制備漿料按重量百分比將上述5%的玻璃粉、70%的片狀銀粉、14%的納米 銀粉、8%的有機(jī)載體、的丁基卡必醇和的松油醇溶劑、0. 的鄰苯二甲酸二丁脂和 0. 2%的鄰苯二甲酸二辛脂、0. 3%的聚乙烯蠟和0. 4%的硬脂酸鋅分散劑，將它們?cè)谛行鞘?或其它攪拌機(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至10 μ m以下，最后在400目篩網(wǎng)中過(guò)濾，用 BrookfieldDV-II粘度計(jì)測(cè)得粘度為275kcps的正面銀漿；(4)將該漿料使用絲網(wǎng)印刷在125*125單晶硅片(200士20 μ m)上，經(jīng)烘干、 燒結(jié)，用臺(tái)階儀測(cè)量柵線高度為15.4μπι;用單體分選機(jī)測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)串聯(lián)電阻 0. 01083 Ω，轉(zhuǎn)化效率 17. 1%ο實(shí)施例5(1)制備玻璃粉按重量百分比將20%的5丨02、60%的？130、13%的8203、2%的 Ti02、5%的Al2O3混合均勻后，在960°C下保溫30分鐘熔化后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)， 經(jīng)過(guò)325目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；(2)制備有機(jī)載體按重量百分比將15%的乙基纖維素樹脂加入到20%的丁基卡 必醇、30%的丁基卡必醇醋酸脂和35%的松油醇中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完 全溶解，325目過(guò)濾；(3)制備漿料按重量百分比將上述2%的玻璃粉、70%的片狀銀粉、15%的納米 銀粉、9%的有機(jī)載體、丁基卡必醇、的丁基卡必醇醋酸脂和0.5%的松油醇溶劑、 0. 2%的鄰苯二甲酸二丁脂、0. 2%的鄰苯二甲酸二辛脂、0. 的己二酸二辛脂、0. 5%的聚 乙烯蠟分散劑、0.3%硬脂酸鋅、0.2%微晶石蠟，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均 勻，再在三輥機(jī)上分散至IOym以下，最后在400目篩網(wǎng)中過(guò)濾，用Brookfield DV-II粘度 計(jì)測(cè)得粘度為265kcps的正面銀漿；(4)將該漿料使用絲網(wǎng)印刷在125*125單晶硅片(200士20 μ m)上，經(jīng)烘干、 燒結(jié)，用臺(tái)階儀測(cè)量柵線高度為16. 5μπι;用單體分選機(jī)測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)串聯(lián)電阻0. 01013 Ω，轉(zhuǎn)化效率 17. 5%。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于，它包括以下基本步驟(1)制備玻璃粉按照重量百分比將5％～30％的SiO2、30％～75％的PbO、5％～30％的B2O3、2％～15％的TiO2和Al2O3的0.5％～10％混合均勻，經(jīng)熱熔、冷卻、粉碎、球磨、干燥和過(guò)篩制成平均粒徑范圍是0.4μm～1.2μm的玻璃粉；所述SiO2、PbO、B2O3、TiO2和Al2O3的總量是100％；(2)制備有機(jī)載體按照重量百分比，將10％～30％的乙基纖維素樹脂加入到70％～90％的溶劑中，在恒溫水槽中溶解完全，經(jīng)250～325目篩網(wǎng)過(guò)濾得有機(jī)載體；所述乙基纖維素樹脂和溶劑的總量是100％；(3)制備漿料按重量百分比，將0.5％～5％的玻璃粉、40～85％的片狀銀粉、5～45％的納米銀粉、5％～10％的有機(jī)載體、2％～6％的溶劑和0.2％～2％的助劑在攪拌機(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至10μm以下，最后經(jīng)325～400目篩網(wǎng)中過(guò)濾即得漿料；所述玻璃粉、片狀銀粉、納米銀粉、有機(jī)載體、溶劑和助劑的總量是100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于所述步 驟(2)中所述溶劑采用丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇的一種或幾種的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于所述步 驟(2)中所述恒溫水槽的溫度為75°C 95°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于所述步 驟(3)中所述助劑包含增塑劑和分散劑，增塑劑可以選擇鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸 二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑可以選擇聚乙烯蠟、硬脂酸鋅、微晶石蠟的一 種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于所述步 驟(3)中所述攪拌機(jī)為行星式或其它類型攪拌機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，其特征在于所述步 驟(1)中玻璃粉的膨脹系數(shù)約為62\10 7 75父10 71(、燒結(jié)溫度為500 650°C。全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅基太陽(yáng)能用正面銀漿的制備方法，該漿料由玻璃粉0.5～5％、片狀銀粉40～85％、納米銀粉5～45％、有機(jī)載體5％～10％、溶劑2％～6％和助劑0.2％～2％組成，主要包括以下步驟(1)制備玻璃粉；(2)制備有機(jī)載體；(3)制備漿料。本發(fā)明的主要設(shè)計(jì)方案通過(guò)改變玻璃粉、片狀銀粉和納米銀粉的添加比例可以改變柵線的印刷高度、接觸電阻和電池的轉(zhuǎn)化效率；改變有機(jī)載體和溶劑的添加比例可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粘度、印刷性；改變?cè)鏊軇┑奶砑颖壤梢哉{(diào)節(jié)產(chǎn)品的塑性，流平性和印刷性。本發(fā)明的漿料具有優(yōu)異的印刷性，燒結(jié)后與硅片形成好的合金，柵線電極高度高、串聯(lián)電阻低、電池轉(zhuǎn)化效率高。
文檔編號(hào)H01B1/22GK101887764SQ20101021106
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者陳春錦 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司