导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体、导电浆料及太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体、导电浆料及太阳能电池，其中，微晶粉体的化学组成包含质量百分比含量为1％～99％的亚碲酸盐固溶体、1％～99％的硅酸盐固溶体、以及1％～99％的硼酸盐固溶体。本发明专利技术提供的微晶粉体具有固定熔点，可通过组成调控其熔点以及其他物理和化学性质，对导电浆料的烧结做出精确控制；采用此微晶粉体制备的太阳能电极浆料能够成功的使各种不同结构参数的电池片实现最优化接触，减少过烧及欠烧的现象，不仅能够提升太阳能电池的开压、填充因子和转换效率，还能提升批量生产的电池的整体转换效率及良品率。的整体转换效率及良品率。的整体转换效率及良品率。

【技术实现步骤摘要】
导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体、导电浆料及太阳能电池


[0001]本专利技术涉及无机粉体功能材料领域，具体地，涉及一种导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，由该微晶粉体制成的导电浆料以及采用该导电浆料制造电极的太阳能电池。

技术介绍

[0002]导电浆料的组成通常包含导电金属粉体(如银、铝、铜、金、钌、钯、镍等)，无机粉体(玻璃粉体、陶瓷粉体、金属氧化物粉体等)、有机载体(有机溶剂、树脂、触变剂等的混合物)。
[0003]在导电浆料的应用过程中，无机粉体的主要功能和作用包括以下几个方面：(1)烧结助剂：促进导电金属粉体烧结致密，使得烧结后的电极具有较高电导率；(2)黏结剂：与基体表面结合或反应，使得烧结后的电极与器件基体牢固连接；(3)焊接助剂：调控金属与焊料的合金化反应，使得烧结后的电极在与外电路焊接连接中具有良好可焊接性和较高焊接强度。
[0004]目前，绝大多数导电浆料采用玻璃粉体作为无机相成分。玻璃态物质无固定熔点，从固态到熔融态或从熔融态到固态的过程是渐变的，其物理、化学性质的变化也是连续的和渐变的。而光伏电极浆料都是通过带式烧结炉在小于2分钟的烧结时间内，将温度迅速升高至700～900℃并保持数秒来完成快速烧结和反应。因此在需要快速烧结的情况下，玻璃粉体的反应和作用相对滞后，很难做到对导电浆料烧结的精确控制。
[0005]此外，玻璃是由多元素组成的无定形网络结构体系，其主要网络形成体包括有[TeO3]三角锥体、[TeO4]双三角锥体、[SiO4]四面体、[BO3]三角体、[PO4]四面体等。尽管玻璃可以同时包含多种网络形成体，但并不能同时具备不同网络形成体的多样性的物理化学性质，或是不能很好地兼顾到多种功能要求。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体、由该微晶粉体制成的导电浆料以及采用该导电浆料制造电极的太阳能电池。本专利技术提供的微晶粉体具有固定熔点，可通过组成调控其熔点以及其他物理和化学性质，对导电浆料的烧结做出精确控制；采用此微晶粉体制备的太阳能电极浆料能够成功的使各种不同结构参数的电池片实现最优化接触，减少过烧及欠烧的现象，不仅能够提升太阳能电池的开压、填充因子和转换效率，还能提升批量生产的电池的整体转换效率及良品率。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下所述技术方案：
[0008]一种导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其化学组成包含质量百分比含量为1％～99％的亚碲(Te)酸盐固溶体、1％～99％的硅(Si)酸盐固溶体以及1％～99％
的硼(B)酸盐固溶体，所述导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体的制备包括如下步骤：
[0009]S1、按预定重量比称取氧化物原料，将氧化物原料混合烧结以分别制备单相的亚碲(Te)酸盐固溶体、硅(Si)酸盐固溶体以及硼(B)酸盐固溶体，将上述固溶体分别粉碎至平均粒径为0.1～1.0微米的粉体；
[0010]S2、按预定重量比分别称取亚碲(Te)酸盐固溶体粉体、硅(Si)酸盐固溶体粉体以及硼(B)酸盐固溶体粉体，将上述粉体混合烧结以制备复合固溶体化合物，将制得的复合固溶体化合物粉碎至平均粒径为0.5～5.0微米的粉体，从而制得所述导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体。
[0011]本技术方案中，亚碲酸盐、硅酸盐和硼酸盐三类物质的结晶态粉体共烧结在一起，形成一种复合物粉体，亚碲酸盐、硅酸盐、硼酸盐具有各自独特的物理和化学性质，其中，亚碲酸盐对金属有较好的润湿性，利于促进金属粉体烧结；硅酸盐与半导体、陶瓷、玻璃等基体有较强的反应和结合能力；硼酸盐可以起到调控金属与焊料合金化反应速度的作用。此外，本技术方案中，亚碲酸盐、硅酸盐和硼酸盐的质量百分比含量可在1％～99％范围内调整，由此可根据导电浆料的实际应用需要以及三种酸盐各自的特性和功能，通过调整用量和比例获得最优的协同功效。同时，亚碲酸盐、硅酸盐和硼酸盐均为结晶态物质，其具有固定熔点，可以通过组成调控其熔点以及其他物理和化学性质，以对导电浆料的烧结做出精确控制。
[0012]优选地，所述亚碲(Te)酸盐固溶体的分子化学式为α2TeO3、α2Te2O5、βTe2O5和γ2TeO6中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。
[0013]本技术方案中，亚碲(Te)酸盐固溶体具有明确的化学组成式，其可为α2TeO3、α2Te2O5、βTe2O5和γ2TeO6中的一种或多种共存，其中，α、β和γ代表三类不同的金属离子，使用者可根据实际需要选择亚碲(Te)酸盐固溶体的具体类型。
[0014]优选地，所述硅(Si)酸盐固溶体的分子化学式为α2SiO3、α2Si2O5、βSi2O5和γ2SiO6中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。
[0015]本技术方案中，硅(Si)酸盐固溶体具有明确的化学组成式，其可为α2SiO3、α2Si2O5、βSi2O5和γ2SiO6中的一种或多种共存，其中，α、β和γ代表三类不同的金属离子，使用者可根据实际需要选择硅(Si)酸盐固溶体的具体类型。
[0016]优选地，所述硼(B)酸盐固溶体的分子化学式为α3BO3、β2B2O5和γBO3中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。
[0017]本技术方案中，硼(B)酸盐固溶体具有明确的化学组成式，其可为α3BO3、β2B2O5和γBO3的一种或多种共存，其中，α、β和γ代表三类不同的金属离子，使用者可根据实际需要选择硼(B)酸盐固溶体的具体类型。
[0018]优选地，所述α为Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Ag
+
中的任意两种及以上，α中各元素的原子数占α总原子数的1％～99％。
[0019]本技术方案中，α包含两种或两种以上元素，且每种元素的原子数占该类元素总原
子数的1％～99％。例如一种α2TeO3固溶体：(Li
x
Na1‑
x
)2TeO3(0.01≤x≤0.99)，通过变化金属元素间原子比例可以有效调控固溶体的熔点、表面能、介电常数、酸碱性等物理和化学性质，同时固溶体的晶体结构不发生改变。
[0020]优选地，所述β为Mg
2+
、Ca
2+
、Sr
2+
、Ba
2+
、Pb
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Cu
2+
中的任意两种及以上，β中各元素的原子数占β总原子数的1％～99％。
[0021]本技术方案中，β包含两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述微晶粉体的化学组成包含质量百分比含量为1％～99％的亚碲(Te)酸盐固溶体、1％～99％的硅(Si)酸盐固溶体以及1％～99％的硼(B)酸盐固溶体，所述微晶粉体的制备包括如下步骤：S1、按预定重量比称取氧化物原料，将氧化物原料混合烧结以分别制备单相的亚碲(Te)酸盐固溶体、硅(Si)酸盐固溶体以及硼(B)酸盐固溶体，将上述固溶体分别粉碎至平均粒径为0.1～1.0微米的粉体；S2、按预定重量比分别称取亚碲(Te)酸盐固溶体粉体、硅(Si)酸盐固溶体粉体以及硼(B)酸盐固溶体粉体，将上述粉体混合烧结以制备复合固溶体化合物，将制得的复合固溶体化合物粉碎至平均粒径为0.5～5.0微米的粉体，从而制得所述微晶粉体。2.根据权利要求1所述的导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述亚碲(Te)酸盐固溶体的分子化学式为α2TeO3、α2Te2O5、βTe2O5和γ2TeO6中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。3.根据权利要求1所述的导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述硅(Si)酸盐固溶体的分子化学式为α2SiO3、α2Si2O5、βSi2O5和γ2SiO6中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。4.根据权利要求1所述的导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述硼(B)酸盐固溶体的分子化学式为α3BO3、β2B2O5和γBO3中的一种及以上，其中，α为正一价金属离子中的至少一种，β为正二价金属离子中的至少一种，γ为正三价金属离子中的至少一种。5.根据权利要求2至4任一项所述的导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述α为Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Ag
+
中的任意两种及以上，α中各元素的原子数占α总原子数的1％～99％。6.根据权利要求2至4任一项所述的导电浆料用氧化物固溶体复合共烧结微晶粉体，其特征在于，所述β为Mg
2+
、Ca
2+
、Sr
2+
、Ba
2+
、Pb
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Cu
2+...

【专利技术属性】
技术研发人员：金光耀，
申请(专利权)人：晶澜光电科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：