晶體硅se太陽(yáng)電池向光面種子層漿料及其制備方法、晶體硅se太陽(yáng)電池片及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料及其制備方法，所述種子層漿料中含有功能粉體、無(wú)機(jī)玻璃粉和有機(jī)載體；所述功能粉體中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉選自錫粉或/和鉛粉，所述B粉為硅粉，所述C粉為鉍粉或/和銻粉。本發(fā)明還提供了采用該種子層漿料制備晶體硅SE太陽(yáng)電池片的方法以及由該方法制備得到的晶體硅SE太陽(yáng)電池片。采用本發(fā)明提供的種子層漿料燒結(jié)后形成電極柵線，其細(xì)密度較高，且與硅片附著力良好，電鍍后焊接性能好，串阻低，在電極線下形成選擇性發(fā)射極（SE）區(qū)域，形成的晶體硅SE太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)化效率得到明顯提高。同時(shí)，該種子層漿料中不使用或少量使用金屬銀，能有效降低SE太陽(yáng)電池片正面電極的制作成本。
【專利說(shuō)明】晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料及其制備方法、晶體硅SE太陽(yáng)電池片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，具體涉及一種晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料及其制備方法、一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片的制備方法以及由該制備方法制備得到的晶體娃SE太陽(yáng)電池片。
【背景技術(shù)】
[0002]晶體硅太陽(yáng)電池以其工藝流程簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)化效率高、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展起來(lái)，并占據(jù)了目前光伏市場(chǎng)80%以上的份額。目前該行業(yè)研究的重點(diǎn)是如何將實(shí)驗(yàn)室的高效電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化化。常規(guī)的晶體硅太陽(yáng)電池商業(yè)化生產(chǎn)工藝是將P型硅襯底放入管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行較低濃度的磷擴(kuò)散，擴(kuò)散后硅片的表面方阻在50-120Ω/ □，擴(kuò)散區(qū)形成N型發(fā)射極，然后印刷向光面銀漿，燒結(jié)后形成電池的向光面電極，該工藝流程簡(jiǎn)單、成熟，設(shè)備相對(duì)較少但得到的電池的效率不是很高。但是較低磷擴(kuò)散，導(dǎo)致銀電極與硅襯底的歐姆接觸效果差，串聯(lián)電阻大，電池的填充因子低。
[0003]直接印刷掩膜層法是目前大批量生產(chǎn)運(yùn)用得比較好的一種獲得選擇性發(fā)射結(jié)(簡(jiǎn)稱SE)太陽(yáng)電池的方法，該方法是先將硅片在擴(kuò)散爐中進(jìn)行較高濃度的磷擴(kuò)散，而后利用蠟或其他掩膜保護(hù)銀電極下的重?cái)U(kuò)散區(qū)域(20-50 Ω / □)，而對(duì)發(fā)射極區(qū)域進(jìn)行深度化學(xué)腐蝕，使腐蝕區(qū)形成淺擴(kuò)散區(qū)(70-120 Ω / □)，與普通電池制作相比，該工藝增加了一定的設(shè)備成本和原材料成本，并且腐蝕區(qū)域的邊緣線較難控制，向光面的絲網(wǎng)印刷漿料線與掩膜保護(hù)區(qū)的對(duì)齊也尤其困難。
[0004]電極漿料摻雜法是一種 較簡(jiǎn)便的獲得SE電池的方案，其通過(guò)在向光面銀漿中摻入高濃度的磷源，以期望在燒結(jié)的過(guò)程中磷滲入硅中以形成較高濃度N+摻雜，但是磷容易揮發(fā)，并且磷在硅中的擴(kuò)散系數(shù)較小，在通常的峰值燒結(jié)溫度(900°C左右)及燒結(jié)時(shí)間下(整個(gè)過(guò)隧道爐時(shí)間為2分鐘左右，峰值溫度區(qū)域段時(shí)間只有I秒左右)，漿料中的磷很難達(dá)到預(yù)期的摻雜效果。
[0005]從電池電極方面進(jìn)行改進(jìn)，提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率的方法之一是光誘導(dǎo)電鍍銀工藝(LIP)。該工藝的方法是首先在硅片的向光面印刷銀漿，過(guò)隧道爐燒結(jié)后形成種子層電極柵線，然后再對(duì)種子層電極柵線進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀。LIP工藝一方面改善了燒結(jié)后的種子層電極柵線的結(jié)構(gòu)，另一方面也可降低正面銀漿的用量。但是，目前還未有適合于用作LIP工藝的種子層漿料的成熟產(chǎn)品。采用LIP工藝制作向光面電極的生產(chǎn)廠家，都沿用以前常規(guī)絲網(wǎng)印刷的向光面電極銀漿作為種子層漿料，其導(dǎo)致絲印后電極柵線的細(xì)密度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，后續(xù)光誘導(dǎo)電鍍后的電極柵線的寬度增加過(guò)大，遮光面積增大，使得電池最終光電轉(zhuǎn)換效率的提升效果并不顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中LIP工藝制作SE太陽(yáng)電池過(guò)程中沒(méi)有合適的種子層漿料，導(dǎo)致絲印后電極柵線達(dá)不到要求，使得光電轉(zhuǎn)換效率仍較低的技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料，所述種子層漿料中含有功能粉體、無(wú)機(jī)玻璃粉和有機(jī)載體；所述功能粉體中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉選自錫粉或/和鉛粉，所述B粉為娃粉,所述C粉為秘粉或/和鋪粉。
[0008]本發(fā)明還提供了所述晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料的制備方法，包括將無(wú)機(jī)玻璃粉先分散于有機(jī)載體中，然后分批加入功能粉體，研磨后得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料。
[0009]進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片的制備方法，包括以下步驟:先在硅片背面依次印刷背面銀導(dǎo)電漿料和背場(chǎng)鋁漿料，烘干后在硅片正面印刷本發(fā)明提供的種子層漿料，入隧道爐烘干并燒結(jié)后在硅片正面形成電極柵線，然后在電極柵線表面進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀，得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片。
[0010]最后，本發(fā)明提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片，所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片由本發(fā)明提供的制備方法制備得到。
[0011]本發(fā)明提供的晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料，采用A粉、B粉和C粉的混合物(其中A粉為錫粉或/和鉛粉，B粉為娃粉，C粉為秘粉或/和鋪粉)作為功能粉體,米用該種子層漿料燒結(jié)后形成種子層電極柵線，其細(xì)密度較高，且與硅片附著力良好，電鍍后焊接性能好，因在電池的正面電極線下形成選擇性發(fā)射極(SE)區(qū)域，電池的串聯(lián)電阻低，形成的太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)化效率得到明顯提高。同時(shí)，該種子層漿料中不使用或少量使用金屬銀，能有效降低電池片正面電極的制作成本。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料，所述種子層漿料中含有功能粉體、無(wú)機(jī)玻璃粉和有機(jī)載體；所述功能粉體中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉選自錫粉或/和鉛粉，所述B粉為娃粉,所述C粉為秘粉或/和鋪粉。
[0013]本發(fā)明提供的晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料，采用A粉、B粉和C粉的混合物(其中A粉為錫粉或/和鉛粉，B粉為娃粉，C粉為秘粉或/和鋪粉)作為功能粉體，米用該種子層漿料燒結(jié)后形成種子層電極柵線，其細(xì)密度較高，且與硅片附著力良好，電鍍后焊接性能好，串阻低，在電極線下形成選擇性發(fā)射極(SE)區(qū)域，形成的晶體硅SE太陽(yáng)電池片的光電轉(zhuǎn)化效率得到明顯提高。同時(shí)，該種子層漿料中不使用或少量使用金屬銀，能有效降低SE太陽(yáng)電池片正面電極的制作成本。
[0014]優(yōu)選情況下，以功能粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中A粉的含量為9(T98wt%，B粉的含量為f5wt%，C粉的含量為f5wt%。具體地，所述功能粉體中，A粉(即錫粉或/和鉛粉)為功能粉體的主體，其作為導(dǎo)電金屬粉末，其熔點(diǎn)較銀的熔點(diǎn)低。A粉在功能粉體中占絕大部分含量，而A粉的熔點(diǎn)較低，在通常的燒結(jié)溫度與時(shí)間下，能發(fā)生短時(shí)間熔融并流動(dòng)，而B(niǎo)粉(即硅粉)因具有較高的熔點(diǎn)，因此，其顆粒狀分布于熔融的A粉中，對(duì)A粉起一個(gè)骨架支撐作用，并且在高溫下B粉中硅原子與硅片的硅原子發(fā)生相互作用，可增強(qiáng)燒結(jié)后的殘余物與硅片的附著力。同時(shí)，熔融A粉能充分填充功能粉體之間或硅片表面的間隙，從而形成較強(qiáng)的機(jī)械咬合，進(jìn)一步增強(qiáng)種子層漿料燒結(jié)殘余物與硅片的附著力。而功能粉體中的C粉作為功能粉體中的N型摻雜源，在目前常規(guī)燒結(jié)狀況下，鉍或銻原子對(duì)硅基底的擴(kuò)散濃度不夠，形成摻雜效果不好。因此本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，適當(dāng)提高燒結(jié)峰值溫度，并延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間，在具有較高軟化點(diǎn)Ts的無(wú)機(jī)玻璃粉的作用下，含有C粉的種子層漿料燒結(jié)時(shí)可在種子層下的硅片中形成有效濃度的N+型摻雜，從而在正面電極線下形成選擇性發(fā)射極(SE)區(qū)域。同時(shí)，較高溫度的燒結(jié)可使種子層電極柵線對(duì)硅片的附著力更牢固，有機(jī)殘余物更少，種子層體積電阻更小。
[0015]本發(fā)明中，所述功能粉體中的金屬粉體(例如A粉(即錫粉或/和鉛粉)、C粉(即鉍粉或/和銻粉))的粒徑需嚴(yán)格控制，粒徑太大，則會(huì)導(dǎo)致漿料燒結(jié)后形成種子層電極柵線致密度不夠，從而影響載流子的傳輸；而粒徑太小，該類粉體的燒結(jié)活性太強(qiáng)，功能粉體在熔融時(shí)易發(fā)生流失，造成燒結(jié)后電極柵線發(fā)生斷線現(xiàn)象。優(yōu)選情況下，所述A粉的中粒徑Dki為0.2^2.0Mm,更優(yōu)選為0.5^1.0Mm。類似地，所述C粉的中粒徑D5tl為0.2^2.0Mm,更優(yōu)選為 0.5~1.0Mm。
[0016]所述B粉(即硅粉)的中粒徑D5tl為2(T300nm，更優(yōu)選為50_150nm。
[0017]為了進(jìn)一步減少電鍍前種子層電極柵線的體積電阻，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述功能粉體中還含有D粉，所述D粉為銀粉。通過(guò)D粉(即銀粉)的加入，能增強(qiáng)漿料形成的種子層電極柵線的導(dǎo)電功能。以功能粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，D粉的含量為l.(TlOwt%。本發(fā)明中，所述D粉的中粒徑D5tl為0.1~2.0Mm，更優(yōu)選為0.2~1.0Mm。所述D粉的比表面積為1.(T3.0m2/g，振實(shí)密度為4.(T5.0g/cm3。更優(yōu)選情況下，所述銀粉采用球形微細(xì)銀粉。
[0018]本發(fā)明提供的種子層漿料中，以漿料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中功能粉體含量為4(T70wt%，無(wú)機(jī)玻璃粉含量為5~15wt%，有機(jī)載體含量為20~45被％。由于其中功能粉體的含量?jī)H占漿料總量的40-70wt%，即功能粉體的含量遠(yuǎn)低于目前的常規(guī)正面銀漿中的銀粉含量，因此本發(fā)明提供的種子層漿料一方面可降低材料的成本，另一方面可降低漿料的粘稠度，優(yōu)化其施工性能，防止?jié){料印刷后形成的種子層電極柵線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。
·[0019]本發(fā)明中，所述無(wú)機(jī)玻璃粉和有機(jī)載體均為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)正面銀漿中常用的各種無(wú)機(jī)玻璃粉、有機(jī)載體，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定。
[0020]例如，所述無(wú)機(jī)玻璃粉為Bi2O3-SiO2-ZnO體系玻璃粉和/或Bi2O3-SiO 2_B203體系玻璃粉。優(yōu)選情況下，所述無(wú)機(jī)玻璃粉的中粒徑D5tl為0.1-1.0Mm、軟化點(diǎn)Ts為50(T600°C。
[0021]其中，Bi2O3-SiO2-ZnO體系玻璃粉的組成為:70~80wt% 的 Bi2O3,8~15wt% 的 SiO2,5~10wt% 的 ZnO，I~5wt% 的 TiO2。Bi2O3-SiO2-B2O3 體系玻璃粉的組成為 75~85wt% 的 Bi2O3,10~20wt% 的 SiO2,1~5wt% 的 B2O3。
[0022]本發(fā)明中，所述無(wú)機(jī)玻璃粉可直接采用商購(gòu)產(chǎn)品，也可自己制備，制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。例如，制備所述無(wú)機(jī)玻璃粉的方法可以為:采用V型混合機(jī)將各組成玻璃粉的氧化物粉末混合均勻，轉(zhuǎn)入剛玉坩堝中并置于硅碳棒爐中，升溫至55(T600°C保溫
0.5^1.0h，再升溫至125(T130(TC保溫1.5^2.5h，水淬過(guò)濾得到玻璃珠，球磨后得到所述無(wú)機(jī)玻璃粉。其中，研磨包括先濕磨后干磨，例如可以為:將玻璃珠裝入球磨罐，按質(zhì)量比氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=4:1:0.7，罐速300轉(zhuǎn)/分鐘，濕磨6.5h，過(guò)濾后烘干，再干磨
0.5h，干磨時(shí)氧化鋯球與玻璃粉的質(zhì)量比為1:2。
[0023]所述有機(jī)載體中含有有機(jī)溶劑、增稠劑和助劑。其中，所述有機(jī)溶劑可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的多種溶劑的組合，例如可選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇(DBP)、松節(jié)油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、十二醇酯中的兩種或兩種以上。所述增稠劑選自乙基纖維素、硝化纖維素、樹(shù)脂類粘結(jié)劑中的一種或多種。所述助劑選自聚酰胺粉末、改性氫化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一種或多種。以所述有機(jī)載體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中溶劑的含量為70-95wt%，增稠劑的含量為3.0-15wt%,助劑的含量為
0.5-5.0wt%。所述有機(jī)載體的制備方法也為本領(lǐng)域人員所公知，直接將增稠劑以及助劑加入至有機(jī)溶劑中，在5(T80°C下使其充分溶解并攪拌均勻，即可得到透明均一的有機(jī)載體。
[0024]本發(fā)明還提供了所述晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料的制備方法，包括將無(wú)機(jī)玻璃粉先分散于有機(jī)載體中，然后分批加入功能粉體，研磨后得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料。
[0025]其中，分散可采用高速分散機(jī)進(jìn)行。優(yōu)選情況下，所述功能粉體的分批次數(shù)為2-3次，每次加入后攪拌均勻，再加入下一批次；全部加完后，高速攪拌均勻。所述研磨可采用三輥研磨機(jī)進(jìn)行。優(yōu)選情況下，研磨至漿料細(xì)度小于5Mm、粘度為5(T90Pa*s即可。其中，粘度采用NDJ-79型粘度計(jì)在75轉(zhuǎn)/分鐘、25°C下測(cè)量得到。
[0026]本發(fā)明提供了還一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片的制備方法，包括以下步驟:先在硅片背面依次印刷背面銀導(dǎo)電漿料和背場(chǎng)鋁漿料，烘干后在硅片正面印刷本發(fā)明提供的種子層漿料，入隧道爐烘干并燒結(jié)后在硅片正面形成電極柵線，然后在電極柵線表面進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀，得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片。
[0027]本發(fā)明中，所述背面銀導(dǎo)電漿料、背場(chǎng)鋁漿料均為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種常規(guī)漿料，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定，此處不再贅述。所述硅片可為單晶硅片或多晶硅片，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定。
[0028]采用本發(fā)明提供的種子層漿料對(duì)太陽(yáng)電池的向光面進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，燒結(jié)后形成電池片的種子層電極柵線，然后對(duì)電池片進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍(LIP)純銀，即可得到具有選擇性發(fā)射極(SE)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)電池片。
[0029]本發(fā)明中，印刷種子層漿料的方法為絲網(wǎng)印刷。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用絲網(wǎng)印刷種子層漿料并燒結(jié)得到種子層電極柵線，其不會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象，并且種子層副柵線越細(xì)、越矮越好。這是因?yàn)?，副柵線越細(xì)，遮光面積越?。欢鴸啪€越矮，種子層?xùn)啪€與硅的接觸電阻越小、在柵線的高度方向的電阻也越小，同時(shí)預(yù)留給后續(xù)電鍍銀的高度空間增加，此時(shí)，電極柵線的體積電阻主要由電鍍銀的性質(zhì)決定，從這個(gè)意義上講，并不要求種子層漿料燒結(jié)后殘余物的電阻率很低，種子層只需要能提供載流子的導(dǎo)電通路即可，而電池片向光面的電極柵線的體積電阻的減少主要是依靠較厚的電鍍銀層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。優(yōu)選情況下，所述絲網(wǎng)印刷可采用360目、線寬為30 y m、線徑為16 u m、膜厚為5 u m的絲網(wǎng)進(jìn)行，但不局限于此。本發(fā)明中，絲網(wǎng)印刷時(shí)種子層漿料的印刷用量可根據(jù)電池片的尺寸進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如，針對(duì)156 X 156mm電池片，印刷濕重為30-40mg,即每片156 X 156m型電池片的種子層衆(zhòng)料印刷濕重為30_40mg。
[0030]如前所述，本發(fā)明中，需適當(dāng)提高燒結(jié)峰值溫度，并延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間，在具有較高軟化點(diǎn)Ts的無(wú)機(jī)玻璃粉的作用下，使得含有C粉的種子層漿料燒結(jié)時(shí)在種子層下的硅片中形成有效濃度的N+型摻雜，從而在正面電極線下形成選擇性發(fā)射極(SE)區(qū)域。優(yōu)選情況下，燒結(jié)時(shí)的預(yù)熱溫度為30(T500°C，峰值溫度為94(T980°C，整個(gè)過(guò)隧道爐的時(shí)間為3?5min，峰值燒結(jié)時(shí)間為2?4s。[0031] 通過(guò)絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)，得到向光面印刷有電極柵線的硅片，該電極柵線的寬度為40~50μM，高度為3~6μm。然后再采用光誘導(dǎo)電鍍銀工藝(LIP)工藝在電極柵線上進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀。所述光誘導(dǎo)電鍍銀的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定。
[0032]優(yōu)選情況下，光誘導(dǎo)電鍍銀時(shí)電解液溫度為35~40°C，鍍層厚度為8~12μM。具體地鍍銀量可根據(jù)電池的尺寸進(jìn)行適當(dāng)選擇。流入，針對(duì)156X156mm電池片，鍍銀量為100-150mg，即每片156X 156mm電池片的鍍銀量為100_150mg。電鍍完成出槽后，將電池片整體采用熱風(fēng)吹干，即得到本發(fā)明提供的晶體硅SE太陽(yáng)電池片。
[0033]因此，本發(fā)明最后提供了一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片，所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片由本發(fā)明提供的制備方法制備得到。
[0034]采用本發(fā)明提供的種子層漿料以及制備方法，制備晶體硅SE太陽(yáng)電池片，不需要額外的設(shè)備和工藝步驟，擴(kuò)散、腐蝕、金屬化工藝與傳統(tǒng)電池的制作工藝完全相同，也不需要直接印刷掩膜層法所需要的掩膜材料、對(duì)正工藝及設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)成本。并且，采用本發(fā)明提供的種子層漿料印刷后得到的電極柵線細(xì)密，燒結(jié)后與硅片附著力優(yōu)良，電鍍后焊接性能好，串阻低，電池片的光電轉(zhuǎn)換效率明顯得到提高。同時(shí)，種子層漿料中不使用或少量使用金屬銀，因此也極大地降低了電池片正面電極的制作成本。
[0035]以下結(jié)合實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例及對(duì)比例中所采用原料均通過(guò)商購(gòu)得到，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定。
[0036]實(shí)施例1
(1)無(wú)機(jī)玻璃粉的制備
稱取78wt%的Bi203、10wt%的Si02、8wt%的Zn0、4wt%的TiO2,采用V型混合機(jī)混合均勻，裝入瓷坩堝中，放入硅碳棒爐，升溫預(yù)熱到550°C，保溫0.5h，再升至1250°C，熔煉0.5h，水淬過(guò)濾，將得到的玻璃珠裝入球磨罐，控制質(zhì)量比氧化鋯球:玻璃珠:去離子水=4:1:
0.7，罐速300/分鐘，球磨7h，過(guò)濾烘干，再干磨lh，干磨時(shí)氧化鋯球與玻璃珠的質(zhì)量比為1:2，得到本實(shí)施例的無(wú)機(jī)玻璃粉，測(cè)試其中粒徑D5tl為0.67Mm,軟化點(diǎn)Ts為520°C。
(2)有機(jī)載體的制備
按照質(zhì)量比十二醇酯:丁基卡必醇:丁基卡必醇醋酸酯=70:20:10將其混合均勻，得到混合溶劑。以載體總量為基準(zhǔn)，稱取13wt%乙基纖維素STD-100 (陶氏產(chǎn)，粘度為100)，
2.0被％十六醇，2.0wt%氫化蓖麻油，83被％混合溶劑，加熱至75 °C使其充分溶解，并攪拌均勻，得到均一的有機(jī)載體。
(3)種子層漿料SI的制備
取94wt%金屬錫粉(中粒徑D5tl為0.72±0.1 u m,上海宏瑞實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，純度> 99.90%,后續(xù)實(shí)施例除非特別說(shuō)明，否則錫粉參數(shù)與本實(shí)施例相同)，3wt%硅粉(中粒徑D50為90±10nm，北京德科島晶科技股份有限公司生產(chǎn)，純度≥99.90%，后續(xù)實(shí)施例除非特別說(shuō)明，否則硅粉參數(shù)與本實(shí)施例相同)，3wt%的金屬鉍粉(中粒徑D5tl為80±10nm，上海水田材料科技有限公司生產(chǎn)，純度≥ 99.9%，后續(xù)實(shí)施例除非特別說(shuō)明，否則鉍粉參數(shù)與本實(shí)施例相同)，采用V型混合機(jī)將其混合均勻，得到功能粉體。以漿料總量為基準(zhǔn)，取40wt%由步驟(2)得到的有機(jī)載體，置于高速分散機(jī)的不銹鋼罐中，一邊攪拌，一邊加入占漿料總量
8.0wt%的步驟(1)得到的無(wú)機(jī)玻璃粉，攪拌均勻，然后分3次加入52被％功能粉體，每次加入后先攪勻，再加下一次；全部加完后，高速攪勻。最后采用三輥研磨機(jī)進(jìn)行研磨至漿料細(xì)度小于5Mm，采用NDJ-79型粘度計(jì)在75轉(zhuǎn)/分鐘、25°C下測(cè)量其粘度為68.2Pa *s，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料，記為SI。
[0037]實(shí)施例2
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S2，不同之處在于:
步驟(3)中，功能粉體的組分為:98wt%金屬錫粉，lwt%娃粉，lwt%金屬秘粉；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S2，其粘度為
67.6Pa ? S0
[0038]實(shí)施例3
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S3，不同之處在于:
步驟(3)中，功能粉體的組分為:90wt%金屬錫粉,5wt%娃粉,5wt%金屬秘粉；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S3，其粘度為70.2Pa ? S0
[0039]實(shí)施例4
采用與實(shí)施例1相同的步 驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料
54,不同之處在于:
步驟(3)中，采用金屬鉛粉(中粒徑05(|為0.83±0.lMffl，上海宏瑞實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，純度> 99.9%)替代實(shí)施例1中的金屬錫粉，采用金屬銻粉(中粒徑D5tl為65±10nm，上海水田材料科技有限公司生產(chǎn)，純度≤99.95%)替代實(shí)施例1中的金屬鉍粉；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S4，其粘度為72.9Pa ? S0
[0040]實(shí)施例5
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料
55,不同之處在于:
步驟(3)中，將金屬鉍粉改為金屬鉍粉和銻粉的混合物(金屬鉍粉與金屬銻粉的質(zhì)量比為 1:1);
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S5，其粘度為
68.9Pa ? S0
[0041]實(shí)施例6
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料
56,不同之處在于:
步驟(3)中，采用金屬鉛粉(中粒徑05(|為0.83±0.lMffl，上海宏瑞實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，純度> 99.9%)與金屬錫粉的混合物(金屬鉛粉與金屬錫粉的質(zhì)量比為1:1)替代實(shí)施例1中的金屬錫粉；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S6，其粘度為70.2Pa ? S0
[0042]實(shí)施例7
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S7，不同之處在于: 步驟(3)中，功能粉體的組分為:92wt%金屬錫粉,3wt%娃粉,3wt%金屬秘粉，2wt%球形微細(xì)銀粉(銀粉中粒徑D5tl處在0.67±0.05Mm，比表面積o為1.22m2/g，振實(shí)密度為
4.42g/cm3，采用化學(xué)還原法生產(chǎn)，四川長(zhǎng)城金銀股份有限公司產(chǎn)品)；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S6，其粘度為64.3Pa ? S。
[0043]實(shí)施例8
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料
58,不同之處在于:
步驟(3)中，功能粉體中金屬錫粉的中粒徑D5tl為1.86±0.1ii m，硅粉的中粒徑D5tl處在1.75±0.1 Pm，金屬鉍粉的中粒徑D5tl在1.97 ±0.1um ；
通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S8，其粘度為54.8Pa ? S0
[0044]實(shí)施例9
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料
59,不同之處在于:
步驟(3)中，功能粉體用量為70wt%，玻璃粉用量為2wt%，有機(jī)載體用量為28wt% ；通過(guò)上述步驟，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S9，其粘度為85.8Pa ? S0
[0045]對(duì)比例I
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本對(duì)比例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面導(dǎo)電漿料DSl,不同之處在于:
步驟(3)中，采用52wt%球形微細(xì)銀粉(銀粉中粒徑D5tl處在0.67±0.05Mm,比表面積O為1.22m2/g，振實(shí)密度為4.42g/cm3，采用化學(xué)還原法生產(chǎn)，四川長(zhǎng)城金銀股份有限公司產(chǎn)品)替代實(shí)施例1中的52wt%的功能粉體；
通過(guò)上述步驟，得到本對(duì)比例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面導(dǎo)電漿料DSl，其粘度為48.8Pa ? S0
[0046]對(duì)比例2
采用與實(shí)施例1相同的步驟制備本對(duì)比例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面導(dǎo)電漿料DS2，不同之處在于:
步驟(2)中，有機(jī)載體的組分為:9wt%乙基纖維素STD-4 (陶氏產(chǎn)，粘度為4)，1.0wt%十六醇，3.0wt%氫化蓖麻油,87wt%混合溶劑；
步驟(3)中，取85wt%純銀粉(采用化學(xué)還原法生產(chǎn)，中粒徑D5tl為1.15±0.1Oum,比表面積為1.23m2/g，振實(shí)密度5.25g/cm3,日本DOWA公司產(chǎn)品)，5wt%無(wú)機(jī)玻璃粉，10wt%有機(jī)載體，采用攪拌器加以攪拌，然后經(jīng)過(guò)碾磨加工，得到本對(duì)比例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面導(dǎo)電漿料DS2。
[0047]實(shí)施例10
多晶硅片規(guī)格:156 X 156mm，厚度為200 iim (腐蝕前)，印刷前厚度為180 y m。先采用200目的絲網(wǎng)印刷背面銀導(dǎo)電漿料(杜邦PV505，三線八段制，印刷濕重為0.035^0.050g),烘干，再采用絲網(wǎng)目數(shù)為280目的絲網(wǎng)印刷背場(chǎng)鋁漿料(碩禾108C，印刷濕重為1.r1.6g)，烘干，烘干溫度均為150°C，烘干時(shí)間為5分鐘。然后采用360目、線寬為30i!m、線徑為16 u m、膜厚為5 u m的絲網(wǎng)將晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料SI印刷在硅片的向光面上，印刷濕重為30±5毫克，入隧道爐中烘干燒結(jié)，預(yù)熱溫度為30(T50(TC，峰值溫度為965°C，整個(gè)過(guò)隧道爐的時(shí)間為3分鐘45秒，峰值燒結(jié)時(shí)間為2.5秒，形成電極柵線。再采用光誘導(dǎo)電鍍銀工藝在電極柵線上進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀，電解液溫度為35°C，鍍層厚度為14Mm，鍍銀量為140mg。電鍍后出槽，將電池片整體采用熱風(fēng)吹干，得到本實(shí)施例的晶體硅SE太陽(yáng)電池片，記為S’ I。
[0048]實(shí)施例11-18
采用與實(shí)施例10相同的步驟制備晶體硅SE太陽(yáng)電池片S’ 2-S’ 9，不同之處在于:分別采用晶體硅SE太陽(yáng)電池片向光面種子層漿料S2-S9取代實(shí)施例10中的SI。
[0049]對(duì)比例3-4
采用與實(shí)施例10相同的步驟制備晶體硅SE太陽(yáng)電池片DS’ 1-DS’ 2，不同之處在于:分別采用體硅SE太陽(yáng)電池片向光面導(dǎo)電漿料DS1-DS2取代實(shí)施例10中的SI。
[0050]性能測(cè)試
本發(fā)明采用200片電池進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)取平均值。
[0051](I)表面狀況:采用3飛倍放大鏡觀察各晶體硅SE太陽(yáng)電池片S’ 1-S’ 9和DS ’ 1-DS’ 2的向光面電極表面狀況，若表面光滑、無(wú)積點(diǎn)與孔洞現(xiàn)象，記為OK，否則記為NG。
[0052](2)與硅片的附著強(qiáng)度:將硅片整個(gè)背表面分別印刷漿料S1-S9和DS1-DS2，過(guò)隧道爐燒結(jié)。將光伏玻璃、EVA、印刷漿料并燒結(jié)后的硅片、EVA及TPT按順序疊放，并進(jìn)行層壓，用刀刻Icm寬的長(zhǎng)條，使用山度SH-100推拉力計(jì)沿135°方向?qū)ζ溥M(jìn)行拉力測(cè)試，測(cè)其單位寬度上的平均剝離力，單位為N/cm。
[0053](3)焊接強(qiáng)度:選用上海勝陌2X0.2mm錫鉛焊帶，用漢高X32-10I型助焊劑浸泡后烘干，然后在330°C下對(duì)燒結(jié)好的背電極進(jìn)行手工焊接。待電池片自然冷卻后，使用山度SH-100拉力機(jī)沿45°方向?qū)附雍玫碾姌O進(jìn)行拉力測(cè)試，單位為N。
[0054](4)填充因子與光電轉(zhuǎn)化效率:采用單次閃光模擬測(cè)試儀器對(duì)各電池片S’ 1-S’ 9和DS’ 1-DS’ 2進(jìn)行測(cè)試得到。測(cè)試條件為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC):光強(qiáng):1000W/m2 ;光譜:AMl.5 ;溫度:25°C。
[0055]以上測(cè)試重復(fù)200次，記錄其平均值。測(cè)試結(jié)果如表1所示中。
表1
【權(quán)利要求】
1.一種晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料，其特征在于，所述種子層漿料中含有功能粉體、無(wú)機(jī)玻璃粉和有機(jī)載體；所述功能粉體中含有A粉、B粉和C粉，所述A粉選自錫粉或/和鉛粉，所述B粉為娃粉,所述C粉為秘粉或/和鋪粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種子層漿料，其特征在于，以功能粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中A粉的含量為9(T98wt%，B粉的含量為I~5wt%，C粉的含量為I~5wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的種子層漿料，其特征在于，所述A粉的中粒徑D5tl為0.1~1.0Mm,所述B粉的中粒徑D5tl為2(T300nm，所述C粉的中粒徑D5tl為0.1~1.0Mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的種子層漿料，其特征在于，所述功能粉體還含有D粉，所述D粉為球形微細(xì)銀粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的種子層漿料，其特征在于，以功能粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，D粉的含量為1.0~10wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的種子層漿料，其特征在于，所述D粉的中粒徑D5tl為0.1~2.0Mm,比表面積為1.0~3.0m2/g，振實(shí)密度為4.0~5.0g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種子層漿料，其特征在于，以漿料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，其中功能粉體含量為4(T70wt%，無(wú)機(jī)玻璃粉含量為5~15wt%，有機(jī)載體含量為2(T45wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的種子層漿料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)玻璃粉的中粒徑Dki為 0.1-1.0Mm、軟化點(diǎn) Ts 為 50(T600°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的種子層漿料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)玻璃粉為Bi2O3-SiO2-ZnO 體系玻璃粉和 / 或 Bi2O3-SiO2-B2O3 體系玻璃粉；其中，Bi2O3-SiO2-ZnO 體系玻璃粉的組成為:70~80wt%的Bi203, 8~15wt%的Si02，5~10wt%的ZnO, I~5wt%的TiO2 ；Bi2O3-SiO2-B2O3 體系玻璃粉的組成為 75~85wt% 的 Bi2O3,10~20wt% 的 SiO2,1~5wt% 的 B203。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的種子層漿料，其特征在于，制備所述無(wú)機(jī)玻璃粉方法為:采用V型混合機(jī)將各組成玻璃粉的氧化物粉末混合均勻，轉(zhuǎn)入剛玉坩堝中并置于硅碳棒爐中，升溫至55(T600°C保溫0.5~1.0h，再升溫至125(Tl30(TC保溫1.5~2.5h，水淬過(guò)濾得到玻璃珠，球磨后得到所述無(wú)機(jī)玻璃粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種子層漿料，其特征在于，所述有機(jī)載體中含有有機(jī)溶劑、增稠劑和助劑；所述有機(jī)溶劑選自松油醇、鄰苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、松節(jié)油、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、十二醇酯中的兩種或兩種以上；所述增稠劑選自乙基纖維素、硝化纖維素、樹(shù)脂類粘結(jié)劑中的一種或多種；所述助劑選自聚酰胺粉末、改性氫化蓖麻油、十六醇、十八醇中的一種或多種。
12.權(quán)利要求1所述的晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料的制備方法，其特征在于，包括將無(wú)機(jī)玻璃粉先分散于有機(jī)載體中，然后分批加入功能粉體，研磨后得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池向光面種子層漿料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于，研磨至漿料細(xì)度小于5Mm、粘度為50~90Pa.S0
14.一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:先在硅片背面依次印刷背面銀導(dǎo)電漿料和背場(chǎng)鋁漿料，烘干后在硅片正面印刷權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的種子層漿料，入隧道爐烘干并燒結(jié)后在硅片正面形成電極柵線，然后在電極柵線表面進(jìn)行光誘導(dǎo)電鍍銀，得到所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，印刷種子層漿料的方法為絲網(wǎng)印刷，印刷濕重為30-40mg ;燒結(jié)時(shí)的預(yù)熱溫度為30(T50(TC，峰值溫度為94(T980°C，整個(gè)過(guò)隧道爐的時(shí)間為3飛min，峰值燒結(jié)時(shí)間為2~4s。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備方法，其特征在于，光誘導(dǎo)電鍍銀的電解液溫度為35-400C，鍍銀厚度為8-12 μ m,鍍銀量為100_150mg。
17.一種晶體硅SE太陽(yáng)電池片，其特征在于，所述晶體硅SE太陽(yáng)電池片由權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的制備方法制備得 到。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK103578598SQ201210263571
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月28日
【發(fā)明者】譚偉華, 廖輝, 管玉龍, 符燕青, 姜占鋒 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司