一種用于太陽能電池的導(dǎo)電漿料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽能電池的導(dǎo)電漿料及制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的晶體硅太陽能電池由η型或p型硅制造而成。η型硅片通常載流子壽命較長(zhǎng)， 電池效率可以做得更高，同時(shí)光致衰減小，電池的總發(fā)電量也高。就P型晶體硅太陽能電池 來講，由于燒穿正面銀漿和背場(chǎng)鋁漿的應(yīng)用，導(dǎo)致硅片電池工藝簡(jiǎn)單，成本較低，所以P型晶 體硅太陽能電池是當(dāng)前的主流產(chǎn)品，目前主流的P型硅太陽能電池效率已經(jīng)可以穩(wěn)定在 19%以上，但要想在不改變電池結(jié)構(gòu)和金屬化工藝的情況下進(jìn)一步提高效率已非常困難。
[0003] 目前，以絲網(wǎng)印刷方法生產(chǎn)的常規(guī)N型單晶硅太陽能電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率可 達(dá)20.5%以上，與常規(guī)P型單晶硅太陽能電池19%的轉(zhuǎn)換效率相比有一定的優(yōu)勢(shì)，盡管目前 N型硅太陽能電池的制造成本要高于P型硅太陽能電池，但P型太陽能電池一般在使用后輸 出功率的衰減率會(huì)達(dá)到15 %以上，存在光致衰減的問題，用N型硅代替P型硅制備太陽能電 池，不僅可提高單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，而且也大大降低了電池的輸出功率衰減率， 若能進(jìn)一步減小生產(chǎn)成本，η型硅太陽能電池發(fā)展具有光明的前景。
[0004] 目前的η型晶體硅太陽能電池一般用燒穿銀漿技術(shù)，分別在P-型硅或η-型硅上形 成電結(jié)觸。特別是銀漿在P-型硅上可形成電接觸時(shí)，一般需要在銀漿中要加如鋁粉來減小 接觸電阻，例如美國(guó)專利US2013/0061919和US2012/0031484,都詳細(xì)敘述了銀漿中的鋁粉 的含量比例，鋁的含量至少大于1 %，但鋁的加入會(huì)增加燒結(jié)后銀電極的電阻率，從而增加 太陽能電池的串阻，減小電池的效率。同時(shí)，由于鋁粉的加入，在高溫?zé)Y(jié)條件下，鋁的快速 擴(kuò)散又會(huì)傷害電池的PN結(jié)，特別是鋁粉所產(chǎn)生的鋁"spiking"，可導(dǎo)致太陽電池的開路電壓 和并聯(lián)電阻減小，從而減小電池的轉(zhuǎn)化效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點(diǎn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種用于太陽能電池的導(dǎo)電 漿料，該導(dǎo)電漿料包括以下重量百分比的各組分:銀粉80-90 %，無機(jī)玻璃粉0.1 -10 %，有機(jī) 載體1-15%，有機(jī)添加劑0.1-10%，鋁粉0.0-0.2%。
[0007] 優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電漿料用于η-型硅雙面太陽能電池或全背電極IBC太陽能電池 的制備，并且導(dǎo)電漿料燒結(jié)后與P+擴(kuò)散層形成電接觸。
[0008] 優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電漿料還包括:功能性添加劑，其在導(dǎo)電漿料中的重量百分比為 0.05-5%。
[0009] 優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電漿料包括以下重量百分比的各組分：銀粉87%，無機(jī)玻璃粉 3%，有機(jī)載體含量為8%，有機(jī)添加劑1.5%，，功能性添加劑0.5%。
[0010] 優(yōu)選的是，所述無機(jī)玻璃粉的成分按重量百分比計(jì)包括:5~50%氧化鉛，2~15% 氧化娃，3~20 %氧化硼，5~50 %氧化祕(mì)，10~50 %氧化蹄，1~20 %氧化錯(cuò)，0.05~20 %氧 化鍶，0.05~5 %氧化鈉，0.5~10%氧化鋰，0.05~5 %氧化鎂，0.05~5%氧化鎢，0.05~ 9%氧化錳，1~20%氧化鋅，0.05~5%氟化鈉，0.01~5%氟化鋁，0.01~50%氟化鉛。
[0011] 優(yōu)選的是，所述有機(jī)添加劑為乙基硅油、苯基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、 甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羥基硅油、乙 基含氫硅油、羥基含氫硅油、含氰硅油中的一種或幾種的混合。
[0012] 優(yōu)選的是，所述有機(jī)載體的成分按重量百分比計(jì)包括:改性淀粉衍生物10~15%， 有機(jī)溶劑55~85%，分散劑1~5%，粘度調(diào)節(jié)劑5~10%。
[0013] 優(yōu)選的是，所述有機(jī)溶劑為二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、松油醇、 N，N-二甲基乙酰胺中的一種或幾種的混合;所述分散劑為1 -乙基-3-甲基氯化咪唑、1 -丁 基-3-甲基氯化咪唑、1-正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中的 一種;采用離子液體作為分散劑，其能夠有效防止鋁導(dǎo)電漿料中各種粒子的團(tuán)聚，使各組分 均勻分散于漿料中。
[0014] 本發(fā)明還提供一種制備上述的用于太陽能電池的導(dǎo)電漿料的方法，所述方法包 括:將改性淀粉衍生物、分散劑和粘度調(diào)節(jié)劑加入有機(jī)溶劑中，攪拌混勻，然后加入銀粉、無 機(jī)玻璃粉、有機(jī)添加劑、鋁粉，攪拌均勻，再經(jīng)過三輥研磨機(jī)研磨，使研磨后漿料的細(xì)度小于 20um，調(diào)節(jié)衆(zhòng)料粘度至130~300Pa. s，即得到導(dǎo)電衆(zhòng)料。
[0015] 優(yōu)選的是，所述改性淀粉衍生物的制備方法為:按重量份，取2~8份羥丙基淀粉醚 加入80~100份離子液體中，于8~100°C溫度下攪拌1~2小時(shí)，然后加入2~3份三乙胺，并 0.1~0.5份/min的滴加速遞將5~15份的苯甲酰氯加入，在80~100°C的條件下以300~ 500r/min攪拌反應(yīng)8~10小時(shí)，得反應(yīng)混合物;將反應(yīng)混合物冷卻至室溫后，加入反應(yīng)混合 物3倍體積的乙醇混合，過濾，固體物用體積百分比濃度為95 %的乙醇水溶液洗滌3次后，干 燥，即制得改性淀粉衍生物;所述離子液體為卜乙基-3-甲基氯化咪唑、1-丁基-3-甲基氯化 咪唑、1 -正十六烷基-3甲基溴化咪唑、1 -己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽中的一種。
[0016] 本發(fā)明中，所述銀粉的顆粒是球形的，顆粒的大小D50為1.5~2.5微米。
[0017] 本發(fā)明中，所述導(dǎo)電銀漿中含有不大于0.2%的鋁粉或不含鋁粉，所述鋁粉為純鋁 粉或鋁合金粉，鋁合金粉為鋁硅合金粉，鋁鎂硅合金粉，鋁鋅合金粉，納米鋁顆粒、納米鋁合 金顆粒，鋁粉或鋁合金粉的顆粒大小(D50)為1~12微米，或小于1微米，或小于0.1微米。
[0018] 在本發(fā)明中，所述玻璃粉的制備方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的玻璃粉的制備方 法，例如采用混合機(jī)將各組成玻璃粉的氧化物粉末混合均勻，轉(zhuǎn)入剛玉坩堝或白金坩堝中， 并置于高溫爐中。將高溫爐爐內(nèi)升溫至550°C，保溫0.5h，再升溫至1250Γ，保溫2-4小時(shí)，水 淬過濾得到玻璃顆粒，將玻璃顆粒裝入球磨罐，用氧化鋯球濕磨，過濾后烘干，得到玻璃粉。
[0019] 本發(fā)明中有機(jī)載體的作用為金屬粉體和起粘結(jié)作用的玻璃粉(或氧化物）的運(yùn)載 體，起著調(diào)節(jié)漿料粘度，控制漿料的流變性的作用。并使固態(tài)的各種粉體混合物分散成具有 流體特性的漿料，以便于通過絲網(wǎng)印刷機(jī)高速、高精度地印刷到基體上，形成所需要的線 條。本發(fā)明中有機(jī)載體為改性淀粉衍生物、分散劑、粘度調(diào)節(jié)劑和有機(jī)溶劑，其中改性淀粉 衍生物具有優(yōu)良的增稠作用，并且其在一定溫度下溶劑揮發(fā)后能成堅(jiān)膜，燒結(jié)后膜層無裂 縫出現(xiàn)，在高溫下能夠熱分解逸出而無殘留灰分。
[0020] 在本發(fā)明中，所述改性淀粉衍生物由有機(jī)樹脂替代，其中有機(jī)樹脂為乙基纖維素、 硝基纖維素、酚醛樹脂，中的一種或幾種的混合;分散劑為離子型的分散劑或非離子型的分 散劑，具體為鄰苯二甲酸二乙酯、司班80、十六醇、BYK-2155，BYK-Ill，BYK-430，BYK-410中 的一種。
[0021] 在本發(fā)明中，所述粘度調(diào)節(jié)劑為松節(jié)油、乙二醇丁醚、鄰苯二甲酸