本發(fā)明涉及太陽能電池技術領域,尤其是一種晶硅太陽能電池正面電極導電銀漿及其制備方法。
背景技術:
太陽能發(fā)電是潔凈的綠色能源,其連續(xù)發(fā)電時間長不產(chǎn)生任何有害物質。導電漿料(正面銀漿、背面銀漿和背面鋁漿)是晶硅太陽電池的關鍵輔助材料,對電池的光電轉換效率和成本有重要影響。當前,該領域的研究集中在提高電池片的發(fā)電效率和降低太陽能電池片的制作成本。電池片正面導電銀漿起到了收集電流和傳導電流的作用,是電池片生產(chǎn)成本中重要的組成部分。制作太陽能電池正面電極的銀導電漿料要求與硅基片形成良好的歐姆接觸,并傳遞光生電流,且不能影響半導體的性能和破壞P-N結。
針對本行業(yè)提效和低成本的要求本發(fā)明提供了一種適合晶硅太陽能正面銀漿使用的燒結刻蝕抑制劑,應用這種添加劑制成的漿料可以降低接觸電阻,進一步提高太陽能電池的轉換效率。
技術實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有的技術的不足,本發(fā)明提供了一種太陽能電池正面電極導電銀漿及其制備方法。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種太陽能電池正面電極導電銀漿,其配方組成中包含如下組分:
銀粉,重量比例為65-95wt%;
玻璃粉,重量比例為0.2-8wt%;
有機載體,重量比例為2-20wt%;
燒結刻蝕抑制劑,重量百分比為0.02-6wt%。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進一步包括,所述玻璃粉為鉛-碲系或者鉍-碲系晶體化合物粉末,軟化點為350℃~500℃。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進一步包括,所述玻璃粉為球形、類球形、無規(guī)則型顆粒中的一種或者兩種以上,其顆粒尺寸為0.01-5.0μm。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進一步包括,所述銀粉為化學法制得球狀銀粉和納米枝狀銀粉混合物,球狀銀粉和納米枝狀銀粉兩者比例90:0.1-60:30;其中球狀銀粉顆粒尺寸為0.1-6μm,振實密度5.5-6.5g/cm3 。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進一步包括,所述燒結刻蝕抑制劑選自金屬及其化合物如:SnO2、CeO2、Sb2O3、Nb2O3、MoO3、WO2、Nd2O3、Y2O3、 Nd2O3、Ho2O3、Sm2O3、Eu2O3、Yb2O3 中的兩種或兩種以上。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,進一步包括,所述燒結刻蝕抑制劑的粒徑范圍為亞微米級或納米級。
一種太陽能電池正面電極導電銀漿的制備方法,包括如下步驟:按照總重量為100計算,銀粉重量比例為65-95wt%,玻璃粉重量比例為0.2-8wt%,有機載體重量比例為2-20wt%;燒結刻蝕抑制劑重量百分比為0.02-6wt%,稱取配方中的材料;將稱取的玻璃粉、燒結刻蝕抑制劑、銀粉和有機載體進行混合、經(jīng)輥軋分散和過濾處理,得到太陽能電池正面電極導電漿料。
本發(fā)明的應用的燒結刻蝕抑制劑,提供了在升溫燒結過程中與玻璃粉在界面進行的物理和化學反應(包括但不限于熔化、分解、擴散、結晶、氧化和相變等)的反應介質,減少玻璃粉對半導體基質的接觸和刻蝕反應,防止刻穿P-N結,同時可以提供導電顆粒(銀粉)與半導體基質間的結合。應用這種添加劑制成的漿料應用在高方阻、P-N結較淺的晶硅電池片上可以有效地預防P-N結破壞、同時降低接觸電阻,進一步提高太陽能電池的轉換效率。
具體實施方式
實施實例一:
按各組分重量百分比:球狀銀粉85wt%,納米枝狀銀粉2wt%,玻璃粉2.6wt%,有機載體10wt%和0.2wt% Nd2O3和0.2wt% Sb2O3稱取各組分原料。將以上所述的Nd2O3和Sb2O3與玻璃粉預先混合;加入有機載體混合均勻,再加入金屬粉攪拌均勻,通過三輥研磨機研磨至粒徑小于5μm,過濾得到晶硅太陽能電池正面電極導電漿料。結果如表1。
實施實例二:
按各組分重量百分比:球狀銀粉86wt%,納米枝狀銀粉2wt%,玻璃粉2.6wt%,有機載體9wt%,0.2wt%SnO2 和0.2wt%V2O5稱取各組分原料。將以上所述的SnO2和V2O5粉末和玻璃粉預先混合;然后,加入機載體混合均勻,再加入金屬粉攪拌均勻,通過三輥研磨機研磨至粒徑小于5μm,過濾得到晶硅太陽能電池正面電極導電漿料。結果如表1。
實施實例三:
按各組分重量百分比:球狀銀粉87wt%,納米枝狀銀粉2wt%,玻璃粉2.5wt%,有機載體8wt%和MoO3 0.2wt%、CeO2 0.3wt%;稱取各組分原料。將以上所述的MoO3 和CeO2粉末與玻璃粉預先混合;然后,加入機載體混合均勻,再加入金屬粉攪拌均勻,通過三輥研磨機研磨至粒徑小于5μm,得到晶硅太陽能電池正面電極導電漿料。結果如表1。
通過絲網(wǎng)印刷在156*156mm單晶硅基片上印刷太陽能電池背面銀漿、鋁漿,300℃烘干,再于正面印刷上述實例所得正面銀漿和對比組無添加燒結抑制劑的銀漿,峰值溫度900℃燒結,測量單晶硅太陽能電池效率,結果如表1。
表1 實例中的漿料在單晶電池片上的電性能測試結果
注: Voc 為開路電壓;Isc 為短路電流;Rs 為串聯(lián)電阻;Rsh 為并聯(lián)電阻;
FF 為填充因子。
表1可以看出,添加燒結抑制劑后的漿料串聯(lián)電阻有明顯的下降,同時填充和效率有明顯的優(yōu)勢。