13一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆及其制备方法-solarbe文库

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10 申请公布号 CN 101986391 A43 申请公布日 2011.03.16CN101986391A*CN101986391A*21 申请号 201010585540.222 申请日 2010.12.10H01B 1/22 2006.01H01B 13/00 2006.01H01L 31/0224 2006.0171 申请人长沙族兴金属颜料有限公司地址 410600 湖南省长沙市金洲新区金水东路 068 号72 发明人梁晓斌夏风罗夔苏力农74 专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司 11240代理人吴贵明汪永生54 发明名称一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆及其制备方法57 摘要本发明提供了一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆，包含银粉、无机粘结剂、有机树脂、有机溶剂以及添加剂，正面银浆进一步包含有机银盐。本发明所提供的银浆通过加入热分解能够析出纳米到亚微米级别的银粒子的有机银盐，使得经热分解所析出的银粒子填充于银粉的间隙中，有效的增加了粒子间的接触面积，强化了导电通路，提高了膜层的导电能力；同时，还能够提高膜层的堆积密度，降低了膜层的收缩率。本发明中还进一步提供了一种上述用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆的方法。51Int.Cl.19 中华人民共和国国家知识产权局12 发明专利申请权利要求书 1 页说明书 4 页1/1 页21. 一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆，包含银粉、无机粘结剂、有机树脂、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述正面银浆进一步包含有机银盐。2. 根据权利要求 1 所述的正面银浆，其特征在于，所述有机银盐质量与所述银粉质量的比值在 1 ∶ 5 ～ 1 ∶ 20 之间。3. 根据权利要求 2 所述的正面银浆，其特征在于，所述有机银盐质量与所述银粉质量的比值在 1 ∶ 9 ～ 1 ∶ 12 之间。4. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的正面银浆，其特征在于，所述有机银盐选自由乙酰丙酮银、甲基丙烯酸银、新癸酸银、乳酸银、甲酸银、乙酸银、三氟乙酸银、草酸银组成的组中的一种或多种。5. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的正面银浆，其特征在于，所述银粉的平均粒径D50为 0.1-3 微米；振实密度≥ 5.0 克 / 立方厘米，比表面积≤ 2 平方米 / 克。6. 根据权利要求 1至 3中任一项所述的正面银浆，其特征在于，所述无机粘接剂不含铅和镉，所述无机粘接剂的软化点为 500-600℃。7. 根据权利要求 6 所述的正面银浆，其特征在于，所述无机粘接剂的软化点为530-570℃。8. 根据权利要求 1至 3 中任一项所述的正面银浆，所述有机树脂选自由乙基纤维素、松香、聚合松香以及丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。9. 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的正面银浆，其特征在于，所述有机溶剂选自由松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯 -12 、辛醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚以及丙二醇单丁醚组成的组中的一种或多种。10. 一种权利要求 1 至 9 中任一项所述正面银浆的制备方法，包括以下步骤按照配方要求，将所述银粉、无机粘接剂、有机树脂、有机溶剂、有机银盐以及添加剂搅拌成为均一的糨糊状半流体；对所述半流体进行辊轧，形成浆料，所述浆料的细度为≤ 5 微米，粘度在 200,000Pa.s至 280,000mPa.s 之间，制得所述正面浆料。权利要求书CN 101986391 A1/4 页3一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种用于太阳能电池的正面银浆及其制备方法。背景技术[0002] 晶体硅太阳能电池片的正面和背面均涂有浆料，正面所用的浆料通常为导电银浆。导电银浆性能的优劣对太阳能电池光电转化效率的高低起到决定性作用。现有导电银浆一般由银粉、无机粘结剂、有机树脂和有机溶剂等原料按不同配比制成，烧结后具有收缩率高、细线分辨率低、高宽比小等缺点，直接影响太阳能电池的光电转换效率。[0003] 目前，在提高太阳能电池银浆的质量方面，研究十分活跃。例如中国发明申请CN101118932A太阳能电池正面电极用导电浆料、 CN101515604A一种太阳能电池银浆及其制备方法、 CN101609850A太阳能电池正面电极用无铅银导体浆料及其制备工艺、CN101702416A一种环保型硅基太阳能电池用正银浆的制备方法、 CN101271928A高粘度太阳能电池正面银浆及其制备方法、 CN101295739A太阳能电池正面电极用导电浆料及其制备方法、 CN101630695A晶体硅太阳能电池用无铅无镉电极浆料及其制备方法、 CN101359696A一种具有优良印刷性能的太阳能电池正面电极用银导电浆料和CN101651155A一种硅太阳能电池电极电浆的组成及制备方法等，这些文献均涉及对浆料配方的改进，这些配方都可以在一定程度上改善太阳能电池的某些性能，但是均未提到对银浆收缩率、细线分辨率、高宽比等性能的改良。发明内容[0004] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种收缩率低、细线分辨率高、高宽比大的用于晶体硅太阳能电池片正面的银浆及其制备方法。[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆，包含银粉、无机粘结剂、有机树脂、有机溶剂以及添加剂，正面银浆进一步包含有机银盐。[0006] 进一步地，有机银盐质量与银粉质量的比值在 1 ∶ 5 ～ 1 ∶ 20 之间。[0007] 进一步地，有机银盐质量与银粉质量的比值在 1 ∶ 9 ～ 1 ∶ 12 之间。[0008] 进一步地，有机银盐选自由乙酰丙酮银、甲基丙烯酸银、新癸酸银、乳酸银、甲酸银、乙酸银、三氟乙酸银、草酸银组成的组中的一种或多种。[0009] 进一步地，银粉的平均粒径 D50为 0.1-3 微米；振实密度≥ 5.0 克 / 立方厘米，比表面积≤ 2 平方米 / 克。[0010] 进一步地，无机粘接剂不含铅和镉，无机粘接剂的软化点为 500-600℃。[0011] 进一步地，无机粘接剂的软化点为 530-570℃。[0012] 进一步地，有机树脂选自由乙基纤维素、松香、聚合松香以及丙烯酸树脂组成的组中的一种或多种。[0013] 进一步地，有机溶剂选自由松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯 -12 、辛说明书CN 101986391 A2/4 页4醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚以及丙二醇单丁醚组成的组中的一种或多种。[0014] 根据本发明的另一个方面，提供了制备上述正面银浆的方法，包括以下步骤按照配方要求，将银粉、无机粘接剂、有机树脂、有机溶剂、有机银盐以及添加剂搅拌成为均一的糨糊状半流体；对半流体进行辊轧，形成浆料，浆料的细度为≤ 5 微米，粘度在 200,000Pa.s至 280,000mPa.s 之间，从而制得正面浆料。[0015] 本发明所提供的银浆通过加入热分解能够析出纳米到亚微米级别的银粒子的有机银盐，使得经热分解所析出的银粒子填充于银粉的间隙中，有效的增加了粒子间的接触面积，强化了导电通路，提高了膜层的导电能力；同时，还能够提高膜层的堆积密度，降低了膜层的收缩率。具体实施方式[0016] 下面将对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。[0017] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0018] 本发明通过提供一种新型的正面银浆，解决现有技术存在的银浆收缩率、细线分辨率、高宽比等性能较差的技术问题。根据本发明的一个方面，提供一种用于晶体硅太阳能电池片的正面银浆，包含银粉、无机粘结剂、有机树脂、有机溶剂以及添加剂，正面银浆还包含有机银盐，有机银盐质量与银粉质量的比值在 1 ∶ 5 ～ 1 ∶ 20 之间，优选地，有机银盐质量与银粉质量的比值在 1 ∶ 9 ～ 1 ∶ 12 之间。[0019] 其中，有机银盐是乙酰丙酮银、甲基丙烯酸银、新癸酸银、乳酸银、甲酸银、乙酸银、三氟乙酸银、草酸银中的一种或多种的混合物。有机银盐可在一定的温度范围内如200-350℃之间，发生热分解，析出纳米到亚微米级别的银粒子，该银粒子填充于上述银粉的间隙中，有效的增加了粒子间的接触，强化了导电通路，提高了膜层的导电能力；同时，因为填充，提高了膜层的堆积密度，降低了膜层的收缩率。[0020] 优选地，银粉的平均粒径 D50为 0.5-1.5 微米；振实密度≥ 5.3 克 / 立方厘米，比表面积≤ 1.5 平方米 / 克。比表面积小的银粉吸油量低，容易制成高固含浆料；高振实密度则使银粉具有更小的烧结收缩率。同时，由于太阳能电池正面栅线越来越细，使得对银粉粒径的要求也越来越细，但要兼顾收缩率，故优选 0.5-1.5 微米的平均粒径。[0021] 在本发明采用的无机粘接剂为 Bi-Zn-B-Si 系的玻璃，不含铅和镉，无机粘接剂的软化点为 500-600℃，其中的优选的无机粘接剂软化点为 530-570℃。无机粘结剂采用了铋系玻璃，主要是出于环保的考虑。当然，铅系玻璃和其它体系的玻璃同样可应用于本浆料体系。[0022] 本发明所采用的有机树脂是乙基纤维素、松香、聚合松香、丙烯酸树脂中的一种或多种的混合物。[0023] 本发明采用的有机溶剂是松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯 -12 、辛醇、乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚中的一种或多种的混合物。说明书CN 101986391 A3/4 页5[0024] 本发明采用的添加剂包括分散剂、表面活性剂、流变剂、消泡剂中的一种或多种的。对于本领域技术人员而言，所采用的添加剂的种类及质量，完全可以根据所要制备的正面银浆的性能而进行改变，在这里就不进行赘述了。实施例[0025] 本发明用于晶体硅太阳能电池片正面的银浆实施例见下表表一、表二 [0026] 表一[0027] [0028] 表二[0029] [0030] [0031] 按照上述配方要求，将银粉、无机粘接剂、有机树脂、有机溶剂、有机银盐和添加剂搅拌成为均一的糨糊状半流体，然后在三辊轧机上进行辊轧，直到成为均一的流动性良好的浆料，细度为≤ 5 微米，粘度在 200,000-280,000mPa.s 之间。[0032] 按照上述实施例生产制备出来的用于晶体硅太阳能电池片正面的银浆的性能参说明书CN 101986391 A4/4 页6数如下表三 [0033] 表三[0034] [0035] 根据上述实验结果可知，由于有机银盐的加入实施例 1-8 与对比例相比，其性能参数得到明显的改善。加入有机银盐后，实施例中的银浆细线方阻比对例均有明显的降低，即导电通路得到强化，膜层的导电能力得到有效提高；其高宽比的增加说明了该正面银浆收缩率的降低，具有了更大的高度；细线分辨率明显提高。这些性能的改善均有利于太阳能电池光电转换效率的提高。[0036] 以上结合较佳实施例对本发明的实施方式作了描述，但这些实施方式仅是出于示例的目的而不是限制本发明。应该理解的是，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的前提下，对于具体实施方式进行变化和修改。同样地，除了以上提到的实施方式，在所附的权利要求中还可以发现许多具体实施方式。说明书CN 101986391 A