电极浆料、制备金属电极的方法和太阳能电池技术

本发明专利技术涉及太阳能电池的技术领域，提供了一种电极浆料、制备金属电极的方法和太阳能电池。该电极浆料，包括金属氧化物、固体还原剂和有机体系；所述金属氧化物包括氧化铜或氧化亚铜的一种或两种。该电极浆料采用导电且具有还原性的石墨粉和/或石墨烯作为还原剂，反应生成物为气体，无副产物，安全环保，可以完全采用铜栅线替代昂贵银浆，实现大幅降本；制备获得的金属电极具有孔隙率低、致密性良好和电阻率低等优点。低等优点。低等优点。

【技术实现步骤摘要】
电极浆料、制备金属电极的方法和太阳能电池


[0001]本专利技术涉及太阳能电池的
，具体涉及一种电极浆料、制备金属电极的方法和太阳能电池。

技术介绍

[0002]异质结电池具有转化效率高、结构简单、工艺流程短、无PID现象和薄片化等优点，在未来光伏电池技术中极具竞争力。根据光伏协会预测，从2022年开始异质结电池市场占有率稳步增长，到2030年有望市场占有率达40％左右。
[0003]异质结电池产业化最大的障碍是成本，降本是异质结电池的重中之重。常规异质结电池片的栅线电极是采用丝网印刷低温银浆的方法制备获得的。低温银浆价格昂贵，并且制备栅线电极对低温银浆的耗量大，这导致了银浆成本占异质结电池非硅成本的42％，因此降本是异质结电池的重要改进方向。
[0004]“去银化”、“少银化”是异质结“降本增效”的必经之路。现有技术中公开了一种氧化铜油墨激光还原制备铜电极的方法，其采用的是有机物乙二醇与氧化铜制成油墨，然后用激光分解乙二醇形成乙醛，在激光能量辅助下，乙醛还原氧化铜形成铜金属电极。该方法中有机物挥发使得铜电极孔隙率较高，从而导致铜电极致密性较差，电阻率相比纯铜大一到两个数量级。
[0005]因此，开发一种孔隙率低、致密性良好和电阻率低的金属电极的制备方法具有重要的经济价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种电极浆料、制备金属电极的方法和太阳能电池，该太阳能电池包含该方法制备获得的金属电极。本专利技术提供的制备金属电极的方法具有工艺流程简单、工艺效率高、生产成本低和环保等优点；制备获得的金属电极具有孔隙率低、致密性良好和电阻率低等优点。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种制备金属电极的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]S1：在有机体系中，将金属氧化物和固体还原剂混合；
[0009]S2：将步骤S1获得的混合物设置于基板的表面；
[0010]S3：激光照射所述基板表面的混合物，通过所述激光的移动在所述基板上形成金属单质附着的预设图形区。
[0011]在一实例中，所述金属氧化物包括氧化铜或氧化亚铜的一种或两种。
[0012]在一实例中，所述金属氧化物为氧化铜和/或氧化亚铜。
[0013]在一实例中，所述固体还原剂为石墨和/或石墨烯。
[0014]在一实例中，所述金属氧化物和所述固体还原剂的质量比为1:(0.8
‑
5)。
[0015]在一优选实例中，所述金属氧化物和所述固体还原剂的质量比为1:(1
‑
3)。
[0016]在一实例中，所述金属氧化物的D50为50nm
‑
1000nm。
[0017]在一实例中，所述固体还原剂的D50为50nm
‑
1000nm。
[0018]在一实例中，有机体系包括基体树脂和稀释剂。
[0019]在一实例中，所述基体树脂选自聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和聚醚类树脂中的至少一种。
[0020]在一实例中，所述稀释剂选自二丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一种。
[0021]在一实例中，所述步骤S3中，所述激光的参数包括：脉冲频率1500
‑
2500kHz、脉冲能量400
‑
600nJ、激光波长400
‑
1200nm、脉冲宽度＜15ps、扫描速度2
‑
10mm/s。
[0022]在一实例中，所述基板选自单晶硅、多晶硅、高分子材料、陶瓷和玻璃中的至少一种。
[0023]在一实例中，所述基板为包括单晶硅和/或多晶硅的硅基板。
[0024]在一实例中，所述金属电极为太阳能电池、二次电池、电路板、发光二极管或微电子器件中的金属电极。
[0025]在一实例中，所述金属电极为太阳能电池的栅线电极。
[0026]本专利技术第二方面提供了一种太阳能电池，包括金属电极，所述金属电极采用本专利技术第一方面所述的方法制备获得
[0027]本专利技术采用上述技术方案具有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术提供的电极浆料采用导电且具有还原性的石墨粉和/或石墨烯作为还原剂，反应生成物为气体，无副产物，安全环保，可以完全采用铜栅线替代昂贵银浆，实现大幅降本。
[0029](2)本专利技术提供的制备金属电极的方法，引入激光工艺，在低温条件下实现异质结电池铜栅线直写；工艺效率高，激光扫描速率可调，可快速实现栅线成型工艺；工艺流程简单，可以减少常规异质结金属化设备，缩减设备成本。
[0030](3)本专利技术制备获得的太阳能电池，其金属电极具有孔隙率低、致密性良好和电阻率低等优点。
[0031]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
附图说明
[0032]图1所示为本专利技术制备金属电极的方法的流程示意图。
[0033]附图标记：1
‑
基板；2
‑
电极浆料；3
‑
激光；4
‑
金属电极。
具体实施方式
[0034]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0035]除非另有定义，本专利技术中所使用的所有科学和技术术语具有与本专利技术涉及技术领
域的技术人员通常理解的相同的含义。
[0036]本专利技术第一方面提供了电极浆料，包括金属氧化物、固体还原剂和有机体系；所述金属氧化物包括氧化铜或氧化亚铜的一种或两种。
[0037]在一实例中，所述金属氧化物可以为氧化铜，所述金属氧化物也可以为氧化亚铜，或者所述金属氧化物可以为氧化铜和氧化亚铜的混合物。
[0038]本专利技术中，所述固体还原剂可以根据实际需要进行选择，只要满足在激光照射处理时能够将金属氧化物还原成金属单质即可。
[0039]本专利技术中，所述有机体系具有黏结剂的类似作用，将金属氧化物和固体还原剂的混合物黏结在一起形成油墨或者前驱体浆料，方便前驱体浆料涂覆在基板上。有机体系的选择原则为：在激光照射下不分解，或者分解不产生气体，或者分解产生少量的气体，且不与金属氧化物和固体还原剂发生化学反应。
[0040]本专利技术中，固体还原剂和金属氧化物在有机体系中混合后不会发生氧化还原反应，两种组分都保持相对稳定的化学状态。只有在激光提供能量的情况下，固体还原剂才会发生氧化还原反应将金属氧化物还原为金属单质。
[0041]本专利技术中，当采用所述的电极浆料制备太阳能电池的栅线电极时，可以利用价格低廉的铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极浆料，其特征在于，包括金属氧化物、固体还原剂和有机体系；所述金属氧化物包括氧化铜或氧化亚铜的一种或两种。2.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，所述固体还原剂为石墨和/或石墨烯。3.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，所述金属氧化物和所述固体还原剂的质量比为1:(0.8
‑
5)，优选为1:(1
‑
3)。4.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，所述有机体系包括基体树脂和稀释剂；优选地，所述基体树脂选自聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和聚醚类树脂中的至少一种；优选地，所述稀释剂选自二丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、醋酸乙酯和醋酸丁酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的电极浆料，其中，所述有机体系的制备方法包括以下步骤：在50
‑
90℃条件下，将所述基体树脂和所述稀释剂进行第一接触；优选地，所述基体树脂和所述稀释剂的质量比为1:(1
‑
6)。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘武林，顷淮斌，吴晓松，
申请(专利权)人：三一硅能株洲有限公司，
类型：发明
国别省市：