一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料及其制备工艺，浆料粘度为20～80Pa·S，由下列质量百分含量组成，它包括：无机添加剂0.1％～0.3％、玻璃粉1％～5％、银粉45％～65％、乙基纤维素2％～6％、松油醇1％～5％、十二醇酯20％～35％，有机助剂适量，其中，玻璃粉由玻璃粉一、玻璃粉二混合而成。将有机助剂、乙基纤维素、松油醇、十二醇酯水浴条件下混合均匀获得载体；将混合玻璃体系、无机助剂加于载体混合均匀；将银粉体系加于步骤二体系混合均匀、轧制过滤，即得到背面导电银浆。本发明专利技术PERC背面银浆保证了传统的无接触银浆特性，氧化铝钝化层伤害少，由于采用了混合玻璃体系，背面银浆烧结电极焊接可靠性高，实际烧温为740℃～780℃的条件下，均有极佳的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料及其制备工艺
本专利技术涉及PERC晶硅电池背面用导电浆料制备工艺，具体是指一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，属于太阳能电池制备

技术介绍
随着人类社会工业的发展，人类所消耗的能源越来越多。太阳能储量最为丰富，取之不尽，是永久性能源而且无污染，对于发展环境友好型社会起着重大的作用，太阳能的利用已成为各国研究的重点。近些年，晶体硅太阳能电池发电效率逐年提高，这其中，PERC电池以其高光电转换效率得到业界广泛的关注。PERC电池相比常规晶体硅电池背面有一层AlOx钝化结构，工艺上需要加入激光开槽工艺实现背铝与硅基体的有效电接触。同时，为了保护钝化层，PERC电池需要把烧结温度降低30～50℃。因此，对背面银浆提出新的要求，其一，背电极银浆在烧结过程中需保护钝化层不被破坏；其二，为保证组件长时间工作的稳定性，背电极需有可靠的焊接性能。PERC电池背面银浆包括银粉固体导电相，玻璃粉粘接相、有机载体和无机添加剂。玻璃粉作为粘接相，其所占比例虽然很小，大约只占1～5％，但是其发挥的作用是至关重要的。传统的无铅玻璃体系由于相对弱的腐蚀性，在PERC背电极银浆使用广泛，但其对烧结温度敏感，难以适应低温烧结需求；而含铅玻璃体系制备PERC背银电极，由于玻璃液流动性较好，即使可以获得致密的银厚膜背电极，但仍有可靠性不足的缺陷。
技术实现思路
鉴于含铅玻璃体系腐蚀性强、较难控制，无铅玻璃腐蚀性温和，传统PERC背银体系一般选用单一的无铅玻璃作粘接相以获得较好的电性能。随着电池烧结低温化，无铅玻璃高温粘度高、流动性差、助烧作用有限以及烧温窗口窄的缺陷逐渐暴露，已越来越难以适应PERC电池低烧温高背电极可靠性的要求。本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料及其制备工艺，该工艺用于PERC电池背面银浆改善电极导电网络的致密性、焊接可靠性，提高太阳能电池光电转化效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是包括以下组分，以质量百分比计：该背面银导电浆料的细度小于10um，粘度在20～80Pa·S。进一步设置是所述玻璃粉由玻璃粉一、玻璃粉二混合而成，两种玻璃粉平均粒径为0.4～3.5um，玻璃粉一为无铅玻璃体系，由CuO、MgO、BaO、Al2O3、Bi2O3、Na2O、SiO2、Al2O3、MnO2、WO3、B2O3中的至少四种组成；玻璃粉二为含铅玻璃体系，由ZnO、PbO、MgO、CaO、SiO2、Al2O3、TiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Bi2O3、Na2O中至少四种组成。进一步设置是玻璃粉一以及玻璃粉二的混合质量比在0.1～20区间范围内。进一步设置是所述无机助剂包括纳米ZnO、纳米CuO、纳米锡粉、纳米MgO、纳米SiO2、纳米Co2O3的一种或几种；进一步设置是银粉振实密度为2.0～4.5g/cm3，粒径为0.2μm～5μm。进一步设置是有机助剂主要包含偶联剂、触变剂和分散剂等，以调整浆料的工艺性能。本专利技术还提供一种背面银导电浆料的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：将乙基纤维素、松油醇、十二醇酯、有机助剂80℃水浴条件下高速搅拌1.5～3h，混合均匀获得载体；步骤二：将玻璃粉、无机助剂加于步骤一中的均质载体，混合均匀；步骤三：银粉体系加于步骤二体系混合均匀、轧制过滤，即得到背面银导电浆料。本专利技术的创新机理和有益效果是：本专利技术通过使用含铅混合无铅玻璃体系作为PERC背银粘接相，有助于克服玻璃粉一即无铅玻璃体系烧结温度高、烧温窗口窄的缺陷，通过玻璃粉二即含铅玻璃的加入，有助于改善玻璃液的流动性，促进电极形成致密的导电网络，降低电池串联电阻，提高电池填充因子；另一方面可以通过控制玻璃粉二即含铅玻璃粉添加含量以及含铅玻璃特性调制，改善电极与基体接触的机械强度，进而可在低温烧结条件下获得可靠的接触。此外，本专利技术通过加入无机添加剂显著的提高了背面电极的可靠性。综上所述，本专利技术操作简单、易于实施，制备的背电极银浆烧结的银电极能改善电极导电网络的致密性和焊接可靠性，提高PERC电池综合性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴。图1为PERC电池示意图；图2为背电极烧结外观图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。实施例1～5:一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，所述背面银导电浆料组成质量比如表一：表一所述玻璃粉组成分别为：玻璃粉一摩尔分数组成为0.1～0.2份Bi2O3、0.01～0.2份Na2O、0.1～0.3份CuO、0.05～0.2份Al2O3、0.35～0.55份SiO2、0～0.2份MnO2；玻璃粉二摩尔分数组成0.2～0.4份PbO、0.2～0.5份SiO2、0.01～0.1份Li2O、0.02～0.3份Al2O3、0.1～0.15份TiO2、0.05～0.2份B2O3；所述实施一～实施五，无机助剂为纳米CuO、纳米锡粉、纳米SiO2的一种或多种的组合；银粉导电相平均粒径在0.2～3um之间，振实密度2.0～4.5g/cm3；上述PERC晶硅太阳能电池背面电极导电银浆生产工艺如下：步骤一，乙基纤维素、松油醇、十二醇酯、有机助剂80℃水浴条件下高速搅拌1.5～3h，混合均匀获得载体；步骤二，将混合玻璃体系、无机助剂加于步骤一中的均质载体，混合均匀；步骤三，银粉体系加于步骤二体系混合均匀、轧制五遍，过滤，即得到背面导电银浆；步骤四，使用专利技术的PERC背面导电银浆丝网印刷到单晶PERC片背面制备背电极，背电场、正电极使用当前最佳银浆组合，760℃共烧后，即是单晶PERC电池成品。实施例一测试电性能如表二：表二PASTEUocIscRsRshFFEff拉力/Nref0.66119.5910.0027369.5977.430.20274.00实施一0.66049.5990.0026864.9377.560.20305.70实施例二测试电性能如表三：表三PASTEUocIscRsRshFFEff拉力/Nref0.66259.6040.0028882.2277.390.20314.40实施二0.66289.6230.0029233.8377.230.20335.20实施例三测试电性能如表四：表四PASTEUocIscRsRshFFEff拉力/Nref0.65809.6170.0023914.4279.070.20664.52实施三0.65839.6120.0024525.2279.310.20725.57实施例四测试电性能如表五：表五PASTEUocIscRsRshFFEff拉力/Nref0.65949.6260.0050339.3475.670.19834.52实施四0.66049.6340.0049950.0676.070.19985.02实施例五测试电性能如表六：表六PASTEUocIscRsR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，其特征在于包括以下组分，以质量百分比计：

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，其特征在于包括以下组分，以质量百分比计：该背面银导电浆料的细度小于10um，粘度在20～80Pa·S范围。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，其特征在于：所述玻璃粉由玻璃粉一、玻璃粉二混合而成，两种玻璃粉平均粒径为0.4～3.5um，玻璃粉一为无铅玻璃体系，由CuO、MgO、BaO、Al2O3、Bi2O3、Na2O、SiO2、Al2O3、MnO2、WO3、B2O3中的至少四种组成；玻璃粉二为含铅玻璃体系，由ZnO、PbO、MgO、CaO、SiO2、Al2O3、TiO2、Al2O3、B2O3、Li2O、Bi2O3、Na2O中至少四种组成。3.根据权利要求2所述的一种高可靠性PERC晶硅太阳能电池背面银导电浆料，其特征在于：玻璃粉一以及玻璃粉二的混合质量比在0.1～20区间范围内。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：孟淑媛，程晨琛，唐元勋，谢继峰，刘友朋，卢波，
申请(专利权)人：浙江光达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33