无铅无铋导电银浆、银栅线的制备方法及硅太阳能电池技术

本发明专利技术涉及一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其中，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28~80%。本发明专利技术还涉及一种采用上述无铅无铋导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。本发明专利技术提供的玻璃粉无铅无铋，其采用SnO为主体。因此，采用该玻璃粉的导电银浆也无铅无铋，且在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层，烧结后能在太阳能电池表面形成低欧姆接触电阻的电极银栅线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶硅太阳能电池领域，尤其涉及一种硅太阳能电池正极导电银浆、采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。
技术介绍
能源是国民经济发展的基础。煤炭、石油、天然气等传统化石能源储量有限，并且在使用过程中不可避免地带来环境污染。太阳能作为一种可持续的清洁能源，近几十年来在许多国家获得重视和发展。太阳能电池具有能够直接把太阳能转化为电能、系统无运动部件、使用方便等优点，因而成为一种重要的可再生能源器件。目前太阳能电池有晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池等类型。晶硅太阳能电池具有原材料成本低、光电转化效率高、使用寿命长等优点，目前是工业界应用最广泛的太阳能电池产品。银浆因为其良好的导电性，一直被广泛应用于晶硅太阳能电池正面电极。银浆的主体是银粉，另外还包含少量的玻璃粉和有机添加剂。尽管玻璃粉的含量通常只占银浆质量的5%左右，但它在银浆中扮演很重要的角色。一方面，为了最大程度地吸收、利用太阳光，商业太阳能电池会在发射极上镀氮化硅减反射层，因此需要玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层，使银电极与硅基板能够有直接的欧姆接触，从而输出光生载流子。另一方面，玻璃粉能够帮助银在烧结过程中形成致密结构，从而降低太阳能电池的串联电阻。为了实现玻璃粉在烧结过程中蚀穿氮化硅层的目的，目前大多数商用银浆使用的是对环境有污染、含有PbO的玻璃粉。然而，随着人们对环境问题的重视，银浆的无铅化成为晶硅太阳能电池生产的一个趋势。于是人们采用Bi2O3替代PbO的无铅玻璃粉制备银浆。现有的无铅玻璃粉中Bi2O3为主体，通常Bi2O3的含量大于20%，甚至到达50%。然而，采用含有Bi2O3的玻璃粉制成的银浆因为效率不高、电极易脱附等原因无法获得大规模工业应用。
技术实现思路
本专利技术涉及一种无铅无铋导电银浆，采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及一种硅太阳能电池。一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其中，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO的质量百分比为28~80%。进一步，所述玻璃粉的其它组分为选自P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。进一步，所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。进一步，所述玻璃粉仅由SnO和P2O5组成。进一步，所述银粉的质量百分比为70~80%，所述玻璃粉的质量百分比为2~6%，所述有机树脂的质量百分比为2~6%，所述有机溶剂的质量百分比为12~20%。进一步，所述银粉为粒径为1~3微米的球形颗粒，所述玻璃粉的粒径为0.5微米~3微米，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。一种硅太阳能电池电极银栅线的制备方法，该方法包括：将上述无铅无铋导电银浆印刷在硅半导体层的氮化硅减反射层表面形成电极银栅线预制体；以及将所述电极银栅线预制体在120~200(C预烧5~20分钟，然后在850~950(C将所述电极银栅线烧结1~10分钟。一种硅太阳能电池，其包括：一硅半导体层，该硅半导体层的一表面具有一氮化硅减反射层；以及一设置于该氮化硅减反射层表面的正极电极，其中，所述正极电极包括采用上述方法制备的电极银栅线。进一步，所述硅半导体层为单晶硅或多晶硅；所述电极银栅线中无铅且无铋。本专利技术提供的无铅无铋导电银浆，其采用SnO为主体且在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层，烧结后能在太阳能电池表面形成低欧姆接触电阻的电极银栅线，是目前含铅或含铋导电银浆的良好替代品。附图说明图1为本专利技术的无铅无铋导电银浆在烧结过程中可以蚀穿硅太阳能电池表面的氮化硅减反射层的试验结果。主要元件符号说明无。如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将说明本专利技术提供的无铅无铋导电银浆，采用该导电银浆制备硅太阳能电池电极银栅线的方法以及本专利技术提供的硅太阳能电池。本专利技术首先提供了一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；无铅无铋玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%。优选地，所述银粉的质量百分比为70~80%，所述无铅无铋玻璃粉的质量百分比为2~6%，所述有机树脂的质量百分比为2~6%，所述有机溶剂的质量百分比为12~20%。所述银粉为粒径为1~3微米的球形颗粒，所述无铅无铋玻璃粉为粒径为0.5~3微米的玻璃粉，所述有机树脂为乙基纤维素，所述有机溶剂为α-萜品醇。具体地，所述无铅无铋玻璃粉包括SnO和其它组分。其中，该其它组分为选自P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。所述玻璃粉的组分及质量百分比可以为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。优选地，SnO55~75%；B2O320~40%；ZnO0~3%；SiO20~2%；BaO0~2%；Na2O0~1%；K2O0~1%。或者所述玻璃粉的组分及质量百分比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。优选地，SnO55~75%；P2O530~45%；ZnO0~3%；SiO20~2%；BaO0~2%；Na2O0~1%；K2O0~1%。所述玻璃粉采用“熔融-淬火”法制取，其制备方法为：首先，按质量百分比配备原料。然后，将上述原料在惰性气氛保护下混合均匀，在真空环境下加热，加热温度控制在800~1400(C，保温30~60分钟，将熔化后的混合物投入去离子水中淬火，将淬火后的固体使用行星球磨机以200~400转每分钟的转速球磨1~6小时，得到无铅无铋玻璃粉。优选地，将上述原料在惰性气氛保护下混合，在真空环境下加热，加热温度在900~1000(C，保温30分钟，将熔化后的混合物投入去离子水中淬火，将淬火后的固体使用行星球磨机以300~350转每分钟的转速球磨2~4小时，得到粒径为0.5~3微米的玻璃粉。本专利技术进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂1~10%；有机溶剂10~30%；其特征在于，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO 的质量百分比为28~80%。

【技术特征摘要】
1.一种无铅无铋导电银浆，其包括以下组成：导电银粉50~80%；玻璃粉1~10%；有机树脂
1~10%；有机溶剂10~30%；其特征在于，所述玻璃粉为无铅无铋玻璃粉，且所述玻璃粉中SnO
的质量百分比为28~80%。
2.如权利要求1所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的其它组分为选自
P2O5、B2O3、ZnO、SiO2、BaO、Na2O、以及K2O中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的组分及质量百分
比为：SnO28~80%；B2O320~55%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
4.如权利要求2所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉的组分及质量百分
比为：SnO28~80%；P2O520~72%；ZnO0~5%；SiO20~5%；BaO0~3%；Na2O0~3%；K2O0~2%。
5.如权利要求4所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述玻璃粉仅由SnO和P2O5组
成。
6.如权利要求1所述的无铅无铋导电银浆，其特征在于，所述银粉的质量百分比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，蒋佳初，武涛，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11