一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法
一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶娃太阳能电池板领域，特别设及一种晶娃太阳能电池的无铅导电浆 料的组成及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着不可再生能源的消耗，人类对新型清洁能源的需求变得越来越迫切。晶娃太 阳能电池正是新型能源的代表，其是将太阳光能转化为电能的电池。目前，为了确保高效地 光电转化率，通常对单晶娃板上的导电浆料做一些改进，要求银电极与基材要有良好的附 着力；生产中，银导电浆料烧结膜层的性质在烧结条件一定的情况下取决于银导电浆料中 作为无机粘结相的玻璃粉。但是，运类玻璃粉中含有铅运类对环境有污染的金属物质，而银 导电浆料做成的玻璃粉需要铅来达到高效的电能性，因此需要找到一种无铅玻璃来替代W 往的有铅玻璃，并达到电性能，附着力，可靠性等方面的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料，该银导电浆料无 铅，经印刷烧结，能够形成焊接性能好，附着力强的银电极。，有效地解决了上述问题。
[0004] 本发明还提供所述晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法。
[0005] 为了实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种晶娃太阳能电池的无铅银导电 浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70%，无机玻璃粉1-15%，有机粘合剂20-35%，无 机助剂0.5-1 %的原料组成。
[0006] 优选的，所述银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5μπι，比表面积1.0-1.5 % nf/ g，振实密度 4.0-4.5g/ml。
[0007] 优选的，所述的无机玻璃粉为SHBF-160系低烙点玻璃。
[000引优选的，所述有机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20%，松油 醇20-55 %，下基卡必醇25-60 %。
[0009] 优选的，所述有机粘合剂的制备方法如下:将松油醇和下基卡必醇混合，加热至60 °C-80°C，揽拌下加入乙基纤维素，恒溫持续揽拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有 机粘合剂。
[0010] 优选的，所述的无机助剂是从Ti，Zn，FeS种金属，W及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中 选择一种，其平均粒径< 0.5皿。
[0011] -种所述晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法，
[0012] (1)根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空揽 拌机中，持续揽拌2小时W上，
[0013] (2)将揽拌均匀的原料经Ξ漉社机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度<10μπι， 再经300目丝网过滤即为银导电浆料。
[0014] 本发明选用了 S皿F-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸 润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊 性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化;通过在银导电浆料中加入Ti，Zn，Fe，金属 粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低 银电极与娃基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0016] 实施例1
[0017] 将质量百分比计为银粉70份、有机粘合剂2.5份、无机玻璃27份和无机助剂0.5份 配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨成 均质浆料，刮板精细度< ΙΟμπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电 浆料。
[001引实施例2
[0019] 将质量百分比计为银粉60份、有机粘合剂4.5份、无机玻璃35份和无机助剂0.5份 配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨成 均质浆料，刮板精细度< ΙΟμπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电 浆料。
[0020] 实施例3
[0021] 将质量百分比计为银粉65份、有机粘合剂46份、无机玻璃328.5份和无机助剂0.5 份配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨 成均质浆料，刮板精细度<1〇μπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导 电浆料。
[0022] Ξ个实施例中，银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5皿，比表面积1.0-1.5 % nf/g，振实密度4.0-4.5g/ml。其可在市场购得;无铅玻璃是SHBF-160系低烙点玻璃，其为现 今的环保型低融玻璃;无机助剂是从Ti，Zn，FeS种金属，W及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选 择一种，其平均粒径<0.5皿。
[0023] 有机粘合剂的制备
[0024] 将重量配比为松油醇35份和下基卡必醇60份均匀混合，并加热到60-80°C，在揽拌 下加入对应的乙基纤维素5份，恒溫持续揽拌1-2小时，得到完全透明，无不溶解物的均质溶 液即为银导电浆料的有机粘合剂。
[0025] 可焊性测试:在娃片上印刷Icmxlcm正方形面积，经烧结后，表面浸涂2%的松香酒 精溶液作为助焊剂，垂直浸入220°CSn62饥36Ag2锡锅内1-3秒，测算1cm 2上浸上锡的面积 占总面积比例。
[0026] 耐焊性测试：将烧好lcm2可焊性测试片浸涂酒精松香助焊剂后，浸入220°C Sn62Pb36Ag2锡锅内，观测烧结银层被完全侵蚀的时间。
[0027] 附着力测试:将银导电浆料印刷在半成品晶娃太阳能电池的背面并经标准生产工 艺烧成背面银电极，用标准锻锡铜带自动焊接，用拉力机测试45°角剥离力。
[00%]剥离性测试：将已焊好背电极的太阳能电池片放入潮湿试验箱中在85°C溫度， 85%湿度下3000小时，再测试附着力和FF值(均值）。
[0029] 具体如下表 Γ00301
~W上仅为本发明的一些实施方式，对于本领±或普通技术人员来说，在不脱离本发' 明创造构思的前提下还可进行若干变形和改进，运些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70%，无 机玻璃粉1-15%，有机粘合剂20-35%，无机助剂0.5-1 %的原料组成。2. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述银 粉为球形银粉，其平均粒径为〇. 5-1.5μπι，比表面积1.0-1.5 %m2/g，振实密度4.0-4.5g/ml。3. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述的 无机玻璃粉为SHBF-160系低熔点玻璃。4. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述有 机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20%，松油醇20-55%，丁基卡必醇 25-60% 〇5. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述的 无机助剂是从Ti，Zn，Fe三种金属，以及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选择一种，其平均粒径< 0.5um〇6. -种如权利要求4所述的有机粘合剂的制备方法： (1) 将松油醇和丁基卡必醇混合，加热至60°C_80°C; (2) 搅拌下加入乙基纤维素，恒温持续搅拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有 机粘合剂。7. -种所述晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法， (1) 根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空搅拌机 中，持续搅拌2小时以上， (2) 将搅拌均匀的原料经三辊乳机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度<ΙΟμπι，再经 300目丝网过滤即为银导电浆料。
【专利摘要】本发明涉及一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法，该浆料由质量百分比计为银粉55-70％，无机玻璃粉1-15％，有机粘合剂20-35％，无机助剂0.5-1％的原料组成。本发明选用SHBF-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化；通过在银导电浆料中加入Ti,Zn,Fe,金属粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低银电极与硅基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
【IPC分类】H01B1/22, H01L31/0224
【公开号】CN105489266
【申请号】CN201510945671
【发明人】张超
【申请人】武汉波信科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月17日
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶娃太阳能电池板领域，特别设及一种晶娃太阳能电池的无铅导电浆 料的组成及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着不可再生能源的消耗，人类对新型清洁能源的需求变得越来越迫切。晶娃太 阳能电池正是新型能源的代表，其是将太阳光能转化为电能的电池。目前，为了确保高效地 光电转化率，通常对单晶娃板上的导电浆料做一些改进，要求银电极与基材要有良好的附 着力；生产中，银导电浆料烧结膜层的性质在烧结条件一定的情况下取决于银导电浆料中 作为无机粘结相的玻璃粉。但是，运类玻璃粉中含有铅运类对环境有污染的金属物质，而银 导电浆料做成的玻璃粉需要铅来达到高效的电能性，因此需要找到一种无铅玻璃来替代W 往的有铅玻璃，并达到电性能，附着力，可靠性等方面的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料，该银导电浆料无 铅，经印刷烧结，能够形成焊接性能好，附着力强的银电极。，有效地解决了上述问题。
[0004] 本发明还提供所述晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法。
[0005] 为了实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种晶娃太阳能电池的无铅银导电 浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70%，无机玻璃粉1-15%，有机粘合剂20-35%，无 机助剂0.5-1 %的原料组成。
[0006] 优选的，所述银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5μπι，比表面积1.0-1.5 % nf/ g，振实密度 4.0-4.5g/ml。
[0007] 优选的，所述的无机玻璃粉为SHBF-160系低烙点玻璃。
[000引优选的，所述有机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20%，松油 醇20-55 %，下基卡必醇25-60 %。
[0009] 优选的，所述有机粘合剂的制备方法如下:将松油醇和下基卡必醇混合，加热至60 °C-80°C，揽拌下加入乙基纤维素，恒溫持续揽拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有 机粘合剂。
[0010] 优选的，所述的无机助剂是从Ti，Zn，FeS种金属，W及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中 选择一种，其平均粒径< 0.5皿。
[0011] -种所述晶娃太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法，
[0012] (1)根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空揽 拌机中，持续揽拌2小时W上，
[0013] (2)将揽拌均匀的原料经Ξ漉社机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度<10μπι， 再经300目丝网过滤即为银导电浆料。
[0014] 本发明选用了 S皿F-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸 润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊 性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化;通过在银导电浆料中加入Ti，Zn，Fe，金属 粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低 银电极与娃基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0016] 实施例1
[0017] 将质量百分比计为银粉70份、有机粘合剂2.5份、无机玻璃27份和无机助剂0.5份 配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨成 均质浆料，刮板精细度< ΙΟμπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电 浆料。
[001引实施例2
[0019] 将质量百分比计为银粉60份、有机粘合剂4.5份、无机玻璃35份和无机助剂0.5份 配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨成 均质浆料，刮板精细度< ΙΟμπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导电 浆料。
[0020] 实施例3
[0021] 将质量百分比计为银粉65份、有机粘合剂46份、无机玻璃328.5份和无机助剂0.5 份配比放入真空揽拌机中，持续揽拌2小时左右，形成均匀混合物;再经Ξ漉社机分散，研磨 成均质浆料，刮板精细度<1〇μπι，粘度为40-6化a. S，再经225目丝网过滤得到本发明的银导 电浆料。
[0022] Ξ个实施例中，银粉为球形银粉，其平均粒径为0.5-1.5皿，比表面积1.0-1.5 % nf/g，振实密度4.0-4.5g/ml。其可在市场购得;无铅玻璃是SHBF-160系低烙点玻璃，其为现 今的环保型低融玻璃;无机助剂是从Ti，Zn，FeS种金属，W及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选 择一种，其平均粒径<0.5皿。
[0023] 有机粘合剂的制备
[0024] 将重量配比为松油醇35份和下基卡必醇60份均匀混合，并加热到60-80°C，在揽拌 下加入对应的乙基纤维素5份，恒溫持续揽拌1-2小时，得到完全透明，无不溶解物的均质溶 液即为银导电浆料的有机粘合剂。
[0025] 可焊性测试:在娃片上印刷Icmxlcm正方形面积，经烧结后，表面浸涂2%的松香酒 精溶液作为助焊剂，垂直浸入220°CSn62饥36Ag2锡锅内1-3秒，测算1cm 2上浸上锡的面积 占总面积比例。
[0026] 耐焊性测试：将烧好lcm2可焊性测试片浸涂酒精松香助焊剂后，浸入220°C Sn62Pb36Ag2锡锅内，观测烧结银层被完全侵蚀的时间。
[0027] 附着力测试:将银导电浆料印刷在半成品晶娃太阳能电池的背面并经标准生产工 艺烧成背面银电极，用标准锻锡铜带自动焊接，用拉力机测试45°角剥离力。
[00%]剥离性测试：将已焊好背电极的太阳能电池片放入潮湿试验箱中在85°C溫度， 85%湿度下3000小时，再测试附着力和FF值(均值）。
[0029] 具体如下表 Γ00301
~W上仅为本发明的一些实施方式，对于本领±或普通技术人员来说，在不脱离本发' 明创造构思的前提下还可进行若干变形和改进，运些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，该浆料由质量百分比计为银粉55-70%，无 机玻璃粉1-15%，有机粘合剂20-35%，无机助剂0.5-1 %的原料组成。2. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述银 粉为球形银粉，其平均粒径为〇. 5-1.5μπι，比表面积1.0-1.5 %m2/g，振实密度4.0-4.5g/ml。3. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述的 无机玻璃粉为SHBF-160系低熔点玻璃。4. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述有 机粘合剂按质量百分比计的组成如下：乙基纤维素10-20%，松油醇20-55%，丁基卡必醇 25-60% 〇5. 根据权利要求1所述的一种晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料，其特征在于:所述的 无机助剂是从Ti，Zn，Fe三种金属，以及Ti，Zn，Fe的氧化物粉末中选择一种，其平均粒径< 0.5um〇6. -种如权利要求4所述的有机粘合剂的制备方法： (1) 将松油醇和丁基卡必醇混合，加热至60°C_80°C; (2) 搅拌下加入乙基纤维素，恒温持续搅拌1.5-2小时，直到成为完全透明溶液作为有 机粘合剂。7. -种所述晶硅太阳能电池的无铅银导电浆料的制备方法， (1) 根据上述的原料配比，将银粉、有机粘合剂、无机玻璃和无机助剂放入真空搅拌机 中，持续搅拌2小时以上， (2) 将搅拌均匀的原料经三辊乳机分散，研磨成均质浆料，其刮板精细度<ΙΟμπι，再经 300目丝网过滤即为银导电浆料。
【专利摘要】本发明涉及一种晶硅太阳能电池的无铅导电浆料的组成及制备方法，该浆料由质量百分比计为银粉55-70％，无机玻璃粉1-15％，有机粘合剂20-35％，无机助剂0.5-1％的原料组成。本发明选用SHBF-160系玻璃作为银导电浆料的无机粘结相，与基材有良好的浸润性和反应性，并促进了银粉的烧结，使得到的背面银电极有良好的导电性，可焊性，耐焊性，附着力和可靠性，实现了银导电浆料无铅化；通过在银导电浆料中加入Ti,Zn,Fe,金属粉或其氧化物粉末，在不影响烧成银电极可焊性，耐焊性，附着力和可靠性的前提下，降低银电极与硅基材的接触电阻，保证烧结银电极与基材的欧姆接触。
【IPC分类】H01B1/22, H01L31/0224
【公开号】CN105489266
【申请号】CN201510945671
【发明人】张超
【申请人】武汉波信科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月17日
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