一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料

摘要

本发明公开了一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料。它由以下重量百分比的组份得到：银粉44‑55%，玻璃粉0.9‑2%，有机载体44‑55%。本发明采用精确配比的银粉和低软化点玻璃粉为无机体系，通过有机载体制备的银浆，其细度小于10μm，粘度40‑70Pa.s，拉力满足常规客户要求。由于银粉和玻璃粉的优异搭配，使背电极处的银铝搭接在烧结时，附着于银浆上的铝浆在没有银浆玻璃粉的作用下不过分收缩，有利于形成完美的银铝搭接，降低由于搭接不良带来的串联电阻增大的风险，提高后期的电池片封装成组件的功率转换。

说明书

技术领域

本发明属于银浆技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料。

背景技术

晶硅太阳能电池作为一种高效的清洁能源器件，目前得到了全球大范围的推广应用，有巨大的市场前景。在光照条件下，晶硅太阳能电池内部产生光生电流，通过太阳能电池电子浆料制作的电极导出电流产生可以利用的电能。太阳能电池电子浆料主要有正银浆料，背铝浆料，背银浆料。背银浆料主要作用是制作太阳能电池背电极，通过背电极能将铝背场收集到的电流汇集导出。所以背电极的导电性能以及同铝背场的搭接导通性能能直接影响太阳能电池的转化效率。

目前市面上的背银浆料比较关注的主要是背银浆料制作成背电极后的拉力大小，可焊性以及耐焊性等问题。很少提到背电极与铝背场的搭接问题。现在市面上的背银浆与主流铝浆的搭接或多或少都有问题，主要表现为搭接处铝浆收缩（通过金相显微镜观察），严重的铝浆完全收缩导致银铝没有搭接；这些情况的出现使银铝搭接处串联电阻过高，影响电池片的转化效率。申请号为CN201410755399.4的专利指出银铝搭接会出现由于烧结收缩产生的裂隙，并采用两种不同软化点的玻璃粉解决的了这个问题。实际上两种软化点的玻璃粉同时应用会带来较大的复合效应，不一定会出现理想中的一种玻璃粉完成一种作用；而且解决的是银浆的收缩。其实收缩的是附在银浆表面的铝浆。

发明内容

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应用于常规太阳能电池片的具有低串联电阻，高拉力的晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于由以下重量百分比的组份组成：银粉44-55%，玻璃粉0.9-2%，有机载体44-55%。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于银粉由片状银粉和球状银粉组成，以银粉总质量为100%计，球状银粉为由10-20%，片状银粉为80-90%。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于片状银粉的中位粒径D50为1-3μm，比表面积1.5-3g/m²；球状银粉的中位粒径D50为0.5-1.5μm，比表面积0.7-2g/m²。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于玻璃粉软化点为350-450℃，玻璃粉中位粒径D50为0.5-2μm。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于玻璃粉为含Bi体系玻璃粉，由以下重量百分比的组份组成：20-30%氧化铋、10-25%氧化锑、10-20%氧化铜、1-10%氧化碲、1-5%氧化硅、5-10%氧化铝、5-15%氧化锌、5-20%氧化硼。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于有机载体由以下重量百分比的组份组成：5-15%增稠剂、75-90%有机溶剂、0.5-5%分散剂、0.5-5%触变剂。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于增稠剂为乙基纤维素、甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种混合物。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于有机溶剂为松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯十二中的一种或几种混合物。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于分散剂为卵磷脂、司班、BYK110中的一种或几种混合物。

所述的一种晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，其特征在于触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、气相二氧化硅中的一种或几种混合物。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明采用限定的软化点为350-450℃的玻璃粉作为粘接剂，对所需制备的银浆性能更具有可控性；

2）本发明通过精确控制玻璃粉和银粉的比例，可以使玻璃粉在高温熔融状态下更好地润湿银粉，使银粉金属化更为彻底，而不过多的参与铝浆的烧结，解决了目前使用较低软化点的银浆玻璃粉参与其中，使铝浆过烧，铝粉之间的孔隙减少而带来较大的收缩的问题，从根本上解决了银铝搭接处铝浆收缩带来的串联电阻过高的问题；

3）本发明通过简单的采用直流低电阻测试仪测试相邻两电极之间的电阻，可以间接的知道，采用本发明的晶硅太阳能电池用银铝搭接无收缩背银浆料，解决银铝搭接处电阻较大的问题。

附图说明

图1为本发明产品的银铝搭接示意图；

图2为现有产品的银铝搭接示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1

此背银浆按以下质量比投料：

球银7%；片银43%；有机载体48.5%；玻璃粉1.5%

其中有机载体按以下质量比投料：

1）、松油醇:50%；2）、丁基卡必醇：38.5%；3）乙基纤维素：10%、4）聚酰胺蜡：1%；5）卵磷脂：0.5%；

玻璃粉按以下质量比投料：

28%氧化铋、20%氧化锑、15%氧化铜、7%氧化碲、4%氧化硅、6%氧化铝、10%氧化锌、10%氧化硼。

这种浆料的制备方法包括以下步骤：

1、根据本发明限定的配方，按常规工艺（包括熔制、球磨等）制备出玻璃粉；2、根据本发明限定的配方，按常规工艺（包括加热、搅拌、静置等）制备出有机载体；3、把玻璃粉、银粉、有机载体按比例配好，然后投入行星式搅拌机搅拌均匀；接着用三辊机把搅拌均匀的预混浆料研磨至研磨终点，细度小于10μm，粘度为51pa.s（Brookfield，14#转子，10rpm）。

制备好的浆料通过丝网印刷工艺印刷在常规晶硅电池背面，再按传统工艺印刷铝浆、正银浆；通过烘干，烧结后制得太阳能电池成品。最后进行电性能测试，拉力测试，电阻测试及收缩率量测。

收缩率量测采用金相显微镜拍照，再通过面积粗略测量后。收缩率=收缩面积/原始面积。

实施例2

此背银浆按以下质量比投料：

（1）、球银：10%；（2）、片银：43%；（3）、有机载体：45.3%（4）、玻璃粉：1.7%

其中有机载体按以下质量比投料：

1）、松油醇:47%；2）、丁基卡必醇：41.1%；3）乙基纤维素：9.6%、4）氢化蓖麻油：1.5%；5）卵磷脂：0.8%。

玻璃粉按以下质量比投料：

25%氧化铋、22%氧化锑、15%氧化铜、7%氧化碲、4%氧化硅、6%氧化铝、10%氧化锌、11%氧化硼。

按实施例1中描述制作浆料，细度小于10μm，粘度为48Pa.s。再按实施例1中描述采用金相显微镜进行后期测量。

实施例3

此背银浆按以下质量比投料：

（1）、球银：5%；（2）、片银：48.7%；（3）、有机载体：45.3%（4）、玻璃粉：1%。

其中有机载体按以下质量比投料：

1）、松油醇:27.4%；2）、醇酯十二:20%；3）丁基卡必醇醋酸酯：41.1%；4）甲基纤维素：2.6%；5）乙基纤维素6.2%；6）聚酰胺蜡：1.2%；7）司班：1.5%。

玻璃粉按以下质量比投料：

27%氧化铋、22%氧化锑、13%氧化铜、5%氧化碲、4%氧化硅、8%氧化铝、7%氧化锌、14%氧化硼。

按实施例1中描述制作浆料，细度小于10μm，粘度为48Pa.s。再按实施例1中描述采用金相显微镜进行后期测量。

测试结果对比：

其中Rs是太阳能电池片电性能测试中的串联电阻。

从对比结果可以很明显看到，采用现有技术的产品，可以较大幅度降低银铝搭接处铝浆的收缩，降低电池片串联电阻。

图1为本发明实施例1的银铝搭接示意图，图2为现有产品的银铝搭接示意图，示意图中方框圈起来的地方为银铝搭接点，从图1和图2可以得到，相对现有技术的产品而言，本发明的银铝搭接无铝收缩，解决银铝搭接处电阻较大的问题。