1.本發(fā)明涉及光伏電子漿料領(lǐng)域，尤其涉及用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿、制備方法、用途。

背景技術(shù)：

2.隨著光伏技術(shù)的快速發(fā)展，高效晶體硅太陽電池憑借其高轉(zhuǎn)換效率、壽命長等特性，逐漸成為光伏行業(yè)的主流，而相對低效的常規(guī)電池將逐漸退出市場。目前perc高效晶體硅太陽電池為主要技術(shù)路線，而n型電池技術(shù)也在快速發(fā)展。根據(jù)2020年itrpv研究機(jī)構(gòu)對光伏市場預(yù)測，2020年n型電池占光伏市場的10％左右，2029年后將占到42％的市場份額。

3.n型太陽能電池主要包括hjt電池、n型topcon晶體硅太陽電池和ibc電池，其中除了hjt電池使用低溫銀漿外，其余電池均用高溫銀鋁漿/銀漿。n型topcon晶體硅太陽電池最先于fronhofure太陽能研究所開發(fā)，它結(jié)合了熱氧化膜鈍化+多晶硅薄膜接觸等新技術(shù)，具備高開壓、大電流、高ff等特性，成為近兩年來國內(nèi)大型光伏電池公司/研究機(jī)構(gòu)研究的重要課題。n-topcon電池是n-pert技術(shù)的進(jìn)一步升級，目前規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的廠家主要有中來光伏、林洋科技、晶科能源、通威太陽能、英利等。盡管目前的問題還較多，工藝較為復(fù)雜，但批量效率已經(jīng)達(dá)到24.0％左右。天合光能制備的大規(guī)格n型多晶i-topcon電池的最高效率達(dá)到24.58％的新世界記錄，為n型topcon電池展示了其潛在的競爭力。

4.然而，n型topcon晶體硅太陽電池背面采用1～2nm隧道氧化層—100nm多晶硅膜—鈍化層的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要求背面銀漿的腐蝕性更低；同時，正面的p+層表面摻雜濃度較低，單純的正銀漿料無法形成良好的歐姆接觸，需要采用正面銀鋁漿才能與p+形成良好的功函數(shù)匹配。

5.目前的太陽電池銀鋁漿一般都需要760～780℃的高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度較高，容易出現(xiàn)燒穿背面多晶硅膜和隧道氧化層的問題。而且，正面銀鋁漿的釘扎作用也會更明顯，金屬誘導(dǎo)復(fù)合速度明顯增加，不利于實現(xiàn)高開壓和高轉(zhuǎn)化效率特性?，F(xiàn)有銀鋁漿配方若在720～750℃燒結(jié)，接觸性能較差，接觸電阻率高，轉(zhuǎn)換效率低。隨著n型topcon晶體硅太陽電池的開發(fā)，n型topcon晶體硅太陽電池背面的多晶硅薄膜越來越薄，對燒結(jié)溫度越來越敏感，對正面銀鋁漿的匹配性提出了更高的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

6.本發(fā)明的目的在于提出一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿、制備方法及其用途，以解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽電池銀鋁漿的燒結(jié)溫度高，容易出現(xiàn)燒穿背面多晶硅膜和隧道氧化層的問題。

7.為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

8.本發(fā)明提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，按照重量份包括以下組分：

[0009][0010]

所述納米鋁粉預(yù)分散體包括0.2～2.0份納米鋁粉包覆劑和0.5～3.0份納米鋁粉；所述納米鋁粉包覆劑包裹于所述納米鋁粉的外側(cè)；所述導(dǎo)電銀粉為亞微米或微米級銀粉，所述納米鋁粉的粒徑為50～300nm。

[0011]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述導(dǎo)電銀粉的粒徑為0.5～3.0μm，所述導(dǎo)電銀粉的振實密度為4.0～7.0g/cm3，所述導(dǎo)電銀粉的比表面積為0.1～2.0cm2/g。

[0012]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述納米鋁粉包覆劑包括有機(jī)硅分散劑、烷烴類分散劑和硅氧烷分散劑中的一種或多種組合。

[0013]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述納米鋁粉包覆劑與納米鋁粉比例為1:9～9:1。

[0014]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述玻璃粉按照重量份包括以下組分：40～80份pbo、5～20份b2o3、0.2～10份sio2、0.1～6份al2o3、2～15份zno和0～10份改性氧化物；

[0015]

所述改性氧化物包括li2o、na2o、sb2o3、v2o5、teo2、ga2o3、in2o3、geo2、mgo、bao、cao、ni2o3、ag2o和tl2o3中的一種或多種組合。

[0016]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述爽滑劑包括硅油、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一種或多種組合；所述觸變劑包括氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和聚脲中的一種或多種組合。

[0017]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，所述樹脂包括乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛酯、丙烯酸樹脂和醛酮樹脂中的一種或多種組合；所述有機(jī)溶劑包括二乙二醇丁醚醋酸酯、醇酯十二、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、己二酸二甲酯、n-甲基吡咯烷酮、鄰苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二甲酯中任意兩種組合或多種組合；所述有機(jī)分散劑包括含胺基官能團(tuán)的分散劑和含脂肪酸官能團(tuán)的分散劑中的一種或多種組合。

[0018]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿中，還包括0～1.0份有機(jī)助劑，所述有機(jī)助劑包括流平劑、有機(jī)硅消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中中的一種或多種。

[0019]

本發(fā)明還提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的制備方法，用于上述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，包括以下步驟：

[0020]

制備納米鋁粉預(yù)分散體：按照配比，將納米鋁粉和納米鋁粉包覆劑進(jìn)行混合攪拌，得到納米鋁粉預(yù)分散體；

[0021]

配料并混合：按照配比，稱取導(dǎo)電銀粉、納米鋁粉預(yù)分散體、玻璃粉、有機(jī)溶劑、樹脂、有機(jī)分散劑、觸變劑、爽滑劑和有機(jī)助劑，并進(jìn)行混合攪拌，得到半成品銀漿；

[0022]

軋制：對半成品銀漿進(jìn)行研磨，得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿。

[0023]

本發(fā)明還提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的應(yīng)用，使用上述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿制備topcon晶體硅太陽電池，所述topcon晶體硅太陽電池?zé)Y(jié)溫度為720～750℃。

[0024]

本發(fā)明中的一個技術(shù)方案可以具有以下有益效果：

[0025]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿引入50～300nm納米鋁粉，利用納米級尺寸的鋁粉表面的不規(guī)則原子排序特性，降低納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉融合的溫度，形成銀鋁合金化，可將原來正面銀鋁漿燒結(jié)溫度從760～780℃降低到720～750℃，明顯降低燒結(jié)溫度。通過納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉的配合，形成銀鋁合金化，有效地降低銀層與晶體硅太陽電池襯底的接觸電阻，以及降低對晶體硅太陽電池襯底的金屬誘導(dǎo)復(fù)合速度。

具體實施方式

[0026]

下面通過具體實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。為了便于理解本發(fā)明，下面對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

[0027]

實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

[0028]

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

[0029]

本發(fā)明提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，按照重量份包括以下組分：

[0030][0031]

所述納米鋁粉預(yù)分散體包括0.2～2.0份納米鋁粉包覆劑和0.5～3.0份納米鋁粉；所述納米鋁粉包覆劑包裹于所述納米鋁粉的外側(cè)；所述導(dǎo)電銀粉為亞微米或微米級銀粉，所述納米鋁粉的粒徑為50～300nm。

[0032]

本發(fā)明引入50～300nm納米鋁粉，利用納米級尺寸的鋁粉表面的不規(guī)則原子排序特性，降低納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉融合的溫度，形成銀鋁合金化，可將原來正面銀鋁漿燒結(jié)溫度從760～780℃降低到720～750℃，明顯降低燒結(jié)溫度。通過納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉的配合，形成銀鋁合金化，有效地降低銀層與晶體硅太陽電池襯底的接觸電阻，以及降低對晶體硅太陽電池襯底的金屬誘導(dǎo)復(fù)合速度。

[0033]

在具體應(yīng)用過程中，配合適用于720～750℃低溫?zé)Y(jié)的背面銀漿，可以減少n型topcon晶體硅太陽電池的多晶硅薄膜厚度，以及n型topcon晶體硅太陽電池背面的紅外吸光效應(yīng)，并有效提升n型topcon晶體硅太陽電池的產(chǎn)能和轉(zhuǎn)換效率。

[0034]

銀鋁漿中鋁粉表面含有大量羥基，容易吸附溶劑和樹脂，鋁粉含量過高，粘性較大，印刷性變差。此外，當(dāng)銀鋁漿中鋁粉含量過高時，銀鋁層電阻大，釘扎作用也很大，導(dǎo)致開路電壓明顯降低。

[0035]

而本發(fā)明所述的晶體硅太陽電池銀鋁漿使用粒徑為50～300nm的納米鋁粉。納米級鋁粉與微米級鋁粉相比，可以更加有效與導(dǎo)電銀粉接觸，因此，可以減少鋁粉的使用量，從而達(dá)到提高平衡銀鋁漿的印刷性和降低接觸電阻率的效果。在本發(fā)明的具體實施例中，納米鋁粉的粒徑優(yōu)選100～200nm。當(dāng)納米鋁粉的粒徑大于300nm時，銀鋁漿無法有效實現(xiàn)720～750℃低溫?zé)Y(jié)的效果。而當(dāng)納米鋁粉的粒徑小于50nm時，比表面積較大，容銀鋁漿易出現(xiàn)團(tuán)聚，銀鋁漿的印刷性下降。

[0036]

50nm～300nm納米鋁粉活性很強(qiáng)，在裸露的空氣會發(fā)生急速氧化，甚至自燃、爆炸。本發(fā)明所述晶體硅太陽電池銀鋁漿通過納米鋁粉包覆劑對納米鋁粉的表面進(jìn)行修飾包覆，可以保證納米銀粉可以常溫儲存和使用，制備出的銀鋁漿可以常溫使用和保質(zhì)期長。

[0037]

在720～750℃低溫?zé)Y(jié)過程中，外側(cè)包裹有納米鋁粉包覆劑的納米鋁粉會吸附在導(dǎo)電銀粉表面，并且，在納米鋁粉表面納米鋁粉包覆劑揮發(fā)完之前，納米鋁粉即可與導(dǎo)電銀

粉發(fā)生銀鋁合金化，形成銀鋁電極，實現(xiàn)銀鋁電極與p+層襯底的歐姆接觸。同時，尺寸小、數(shù)量多、包裹有納米鋁粉包覆劑的納米鋁粉可以均勻分布在銀鋁漿體系中，實現(xiàn)更多的歐姆接觸點，減少了鋁粉的使用量，從而達(dá)到降低銀鋁電極的體電阻率的目的。

[0038]

具體地，所述導(dǎo)電銀粉的粒徑為0.5～3.0μm，所述導(dǎo)電銀粉的振實密度為4.0～7.0g/cm3，所述導(dǎo)電銀粉的比表面積為0.1～2.0cm2/g。

[0039]

采用上述導(dǎo)電銀粉，可以保證導(dǎo)電銀粉與納米鋁粉在720～750℃溫度下實現(xiàn)銀鋁合金，降低銀層與襯底的接觸電阻和對襯底的金屬誘導(dǎo)復(fù)合。在本發(fā)明的一個較優(yōu)實施例中，導(dǎo)電銀粉呈球形或類球形，導(dǎo)電銀粉的的粒徑為1.0～2.5μm，導(dǎo)電銀粉的振實密度為4.5～6.0g/cm3，所述導(dǎo)電銀粉的比表面積為0.5～1.5cm2/g。

[0040]

具體地，所述納米鋁粉包覆劑包括有機(jī)硅分散劑、烷烴類分散劑和硅氧烷分散劑中的一種或多種組合。

[0041]

納米鋁粉的制備方法包括但不限于氮氣霧化、電爆炸法、化學(xué)還原法制備。有機(jī)硅分散劑、烷烴類分散劑和硅氧烷分散劑屬于低活性物質(zhì)，與納米鋁粉不反應(yīng)，而且，在720～750℃溫度下會揮發(fā)。納米鋁粉包覆劑包裹于納米銀粉的表面，對納米銀粉的表面進(jìn)行修飾包覆，在常溫狀態(tài)下鈍化納米鋁粉，防止納米鋁粉在空氣中會發(fā)生急速氧化。

[0042]

具體地，所述納米鋁粉包覆劑與納米鋁粉比例為1:9～9:1。采用上述比例，納米鋁粉包覆劑充分包裹納米鋁粉，避免納米鋁粉暴露在空氣中導(dǎo)致鋁粉急速氧化的問題。

[0043]

具體地，所述玻璃粉按照重量份包括以下組分：40～80份pbo、5～20份b2o3、0.2～10份sio2、0.1～6份al2o3、2～15份zno和0～10份改性氧化物；

[0044]

所述改性氧化物包括li2o、na2o、sb2o3、v2o5、teo2、ga2o3、in2o3、geo2、mgo、bao、cao、ni2o3、ag2o和tl2o3中的一種或多種組合。

[0045]

在本發(fā)明具體實施例中，玻璃粉采用高溫熔煉淬火法制備，具體步驟包括：按照玻璃粉配方比例配料，使用高速混合機(jī)對原料進(jìn)行均勻混合；混合后，將原料裝入耐高溫坩堝中1000～1300℃熔煉，時間保溫30～90min；將高溫熔融玻璃液導(dǎo)入冷卻水或冷輥中淬火，得到玻璃渣或玻璃片；經(jīng)過水淬球磨方法或氣流粉碎法粉碎成玻璃粉，然后烘干玻璃粉。所述玻璃粉的平均粒徑為0.5～5μm，在較優(yōu)的實施例中，玻璃粉的平均粒徑為1～2μm。

[0046]

在燒結(jié)過程中，玻璃粉可以有效熔解氮化硅，并在硅襯底界面形成一層超薄玻璃層，玻璃層內(nèi)部形成大量納米銀微晶，可有效降低玻璃層體電阻率。

[0047]

具體地，所述爽滑劑包括硅油、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一種或多種組合；所述觸變劑包括氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和聚脲中的一種或多種組合。

[0048]

爽滑劑可以減少銀鋁漿與網(wǎng)版的摩擦阻力，提高漿料過網(wǎng)特性，避免長時間印刷后出現(xiàn)堵網(wǎng)情況。而觸變劑可以使銀鋁漿在高剪切作用力下的低粘度特性，提升漿料過網(wǎng)后的表面流平特性，保證良好的平整線型。

[0049]

具體地，所述樹脂包括乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛酯、丙烯酸樹脂和醛酮樹脂中的一種或多種組合；所述有機(jī)溶劑包括二乙二醇丁醚醋酸酯、醇酯十二、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、己二酸二甲酯、n-甲基吡咯烷酮、鄰苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二甲酯中任意兩種組合或多種組合；所述有機(jī)分散劑包括含胺基官能團(tuán)的分散劑和含脂肪酸官能團(tuán)的分散劑中的一種或多種組合。

[0050]

采用上述樹脂，可以有效改善漿料印刷效果，保證良好的高寬比，提高太陽電池短

路電流密度。溶劑具有溶解樹脂、降低漿料粘度、改善印刷性以及促進(jìn)漿料流平的作用。

[0051]

有機(jī)分散劑可以有效增強(qiáng)對導(dǎo)電銀粉和納米鋁粉的潤濕效果，調(diào)節(jié)銀鋁漿在高低轉(zhuǎn)速中的粘度差異，更加有效納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉接觸，降低體電阻率特性。在本發(fā)明具體實施例中，有機(jī)分散劑可以是市售型號為byk110有機(jī)分散劑，或市售型號為tego655有機(jī)分散劑。

[0052]

可選地，所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿還包括0～1.0份有機(jī)助劑，所述有機(jī)助劑包括流平劑、有機(jī)硅消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中中的一種或多種。

[0053]

有機(jī)助劑可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要進(jìn)行添加，流平劑能有效降低銀鋁漿的表面張力，提高銀鋁漿的流平性和均勻性；有機(jī)硅消泡劑能降銀鋁漿的表面張力，防止泡沫形成；硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑起到提高導(dǎo)電銀粉和納米鋁粉的分散度的作用。

[0054]

本發(fā)明還提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的制備方法，用于制備上述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，包括以下步驟：

[0055]

制備納米鋁粉預(yù)分散體：按照配比，將納米鋁粉和納米鋁粉包覆劑進(jìn)行混合攪拌，得到納米鋁粉預(yù)分散體；

[0056]

配料并混合：按照配比，稱取導(dǎo)電銀粉、納米鋁粉預(yù)分散體、玻璃粉、有機(jī)溶劑、樹脂、有機(jī)分散劑、觸變劑、爽滑劑和有機(jī)助劑，并進(jìn)行混合攪拌，得到半成品銀漿；

[0057]

軋制：對半成品銀漿進(jìn)行研磨，得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿。

[0058]

在制備納米鋁粉預(yù)分散體的步驟中，先將納米鋁粉軟團(tuán)聚體充分打開并均布于納米鋁粉包覆劑中，防止納米鋁粉表面過度氧化。隨后，通過配料并混合的步驟，使導(dǎo)電銀粉、納米鋁粉預(yù)分散體、玻璃粉、有機(jī)溶劑、樹脂、有機(jī)分散劑、觸變劑、爽滑劑和有機(jī)助劑充分混合，使得導(dǎo)電銀粉和納米鋁粉預(yù)分散體被樹脂和有機(jī)溶劑潤濕。軋制過程可根據(jù)實際需求，調(diào)整不同輥間隙、研磨速度和研磨次數(shù)等參數(shù)，使半成品銀漿研磨至10μm以下的細(xì)度，得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿。

[0059]

本發(fā)明還提供了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的應(yīng)用，使用上述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿制備topcon晶體硅太陽電池，所述topcon晶體硅太陽電池?zé)Y(jié)溫度為720～750℃。

[0060]

所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿可以作為topcon晶體硅太陽電池的正面銀鋁漿，用于制備topcon晶體硅太陽電池。晶體硅太陽電池銀鋁漿利用納米級尺寸的鋁粉表面的不規(guī)則原子排序特性，降低納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉融合的溫度，使topcon晶體硅太陽電池的燒結(jié)溫度降至720～750℃，滿足topcon晶體硅太陽電池低溫?zé)Y(jié)的需求。

[0061]

實施例組a

[0062]

制備玻璃粉：根據(jù)表1中的玻璃粉原料重量份配方進(jìn)行配料；使用高溫熔煉爐1200℃條件下對玻璃熔煉60min，充分融化后，使用水淬法對玻璃液進(jìn)行急速冷卻，得到玻璃渣；使用裝有鋯珠的行星球磨機(jī)對玻璃渣就行快速球磨，使玻璃粉的粒徑2.5～3.0um后，使用250目網(wǎng)版對玻璃液進(jìn)行過濾；采用烘箱對玻璃液進(jìn)行烘干，得到玻璃粉。

[0063]

表1-玻璃粉原料重量份配方

[0064][0065]

實施例組b

[0066]

制備一種晶體硅太陽電池銀鋁漿，包括以下步驟：

[0067]

制備納米鋁粉預(yù)分散體：按照表2配比，將納米鋁粉和納米鋁粉包覆劑進(jìn)行混合攪拌，得到納米鋁粉預(yù)分散體；

[0068]

配料并混合：按照表2配比，稱取導(dǎo)電銀粉、納米鋁粉預(yù)分散體、玻璃粉、有機(jī)溶劑、樹脂、有機(jī)分散劑、觸變劑、爽滑劑和有機(jī)助劑，并進(jìn)行混合攪拌，得到半成品銀漿；

[0069]

軋制：使用三輥研磨機(jī)對半成品銀漿進(jìn)行研磨，使用刮板細(xì)度計對細(xì)度進(jìn)行評估，漿料研磨細(xì)度在10μm以下，得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿。

[0070]

表2-銀鋁漿組分

[0071][0072]

其中，表2中的導(dǎo)電銀粉的的粒徑為1.0～2.5μm，導(dǎo)電銀粉的振實密度為4.5～6.0g/cm3，所述導(dǎo)電銀粉的比表面積為0.5～1.5cm2/g。實施例4使用實施例1所述玻璃粉，實施例5和實施例7～9使用實施例2所述玻璃粉，實施例6使用實施例3所述玻璃粉。

[0073]

實施例4～6中納米鋁粉平均粒徑為50～60nm，納米鋁粉包覆劑為有機(jī)硅分散劑，爽滑劑為硅油，觸變劑為氫化蓖麻油，樹脂為乙基纖維素，有機(jī)溶劑為二乙二醇丁醚醋酸酯與醇酯十二混合，有機(jī)分散劑市售型號為byk 110。

[0074]

實施例7～9中納米鋁粉平均粒徑為80～100nm，納米鋁粉包覆劑為硅氧烷分散劑，爽滑劑為芥酸酰胺，觸變劑為聚酰胺蠟，樹脂為醛酮樹脂，有機(jī)溶劑為松油醇與己二酸二甲

酯混合，有機(jī)分散劑市售型號為tego 655，有機(jī)助劑為有機(jī)硅消泡劑。

[0075]

對比例1

[0076]

所述對比例1的制備方法與實施例1一致，區(qū)別點在于，對比例1的組分包括83份導(dǎo)電銀粉、7份的實施例1所述玻璃粉、1份平均粒徑為1.5～2.0um微米鋁粉，剩余其他組分均與實施例1一致。

[0077]

對比例2

[0078]

所述對比例1的制備方法與實施例1一致，區(qū)別點在于，對比例2的組分包括83份導(dǎo)電銀粉、5份的實施例2所述玻璃粉、2份平均粒徑為2.0～3.0um微米鋁粉，剩余其他組分均與實施例1一致。

[0079]

對比例3

[0080]

所述對比例1的制備方法與實施例1一致，區(qū)別點在于，對比例3的組分包括84份導(dǎo)電銀粉、3份的實施例3所述玻璃粉、3份平均粒徑為3.0～4.0um微米鋁粉，剩余其他組分均與實施例1一致。

[0081]

將實施例2～7和對比例1～3所制備的得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿應(yīng)用于topcon晶體硅太陽電池上，具體電池制備包括：

[0082]

對n型晶體硅片進(jìn)行前清洗、制絨、后清洗，然后通過高溫擴(kuò)散或等離子摻雜工藝形成正面p+層，再通過氧化工藝使背面形成隧道氧化層，lpcvd或apcvd設(shè)備沉積形成背面多晶硅薄膜。經(jīng)過lpcvd或ald等工藝形成正背面鈍化介質(zhì)膜。通過絲網(wǎng)印刷或噴墨打印的方式將晶體硅太陽電池銀鋁漿印刷在topcon半成品藍(lán)膜片正面，將背面銀漿同樣印刷在topcon半成品藍(lán)膜片背面。經(jīng)烘干燒結(jié)工藝后，晶體硅太陽電池銀鋁漿和背面銀漿的有機(jī)揮發(fā)，玻璃粉軟化，潤濕銀粉、鋁粉或其它無機(jī)粉體。晶體硅太陽電池銀鋁漿的玻璃粉在高溫下熔解前表面介質(zhì)膜和少量p+層襯底，同時導(dǎo)電銀粉與納米鋁粉合金化，促進(jìn)銀鋁合金與襯底、超薄玻璃膜與襯底形成良好的歐姆接觸。背面銀漿同樣會熔解背面氮化硅等介質(zhì)膜，與背面多晶硅膜形成良好歐姆接觸。經(jīng)過上述工藝后，形成完整的topcon晶體硅太陽電池。

[0083]

通過采用傳統(tǒng)的四探針法(tlm)評估銀層與襯底的接觸電阻率，采用歐姆電阻測試儀評估銀層的體電阻率。采用太陽電池常用的電流電壓電性測試儀(iv測試儀)評估太陽電池轉(zhuǎn)換效率，測試結(jié)果見表3。

[0084]

表3-topcon晶體硅太陽電池電性能和接觸電阻率

[0085][0086]

以上燒結(jié)溫度為750℃，電性能中voc為開路電壓，isc為短路電流，ff為填充因子，

rs為串聯(lián)電阻，rsh為并聯(lián)電阻，eta為轉(zhuǎn)化效率,irev2為飽和漏電流。

[0087]

本發(fā)明所述晶體硅太陽電池銀鋁漿的引入納米級鋁粉，可以減少微米級鋁粉或鋁硅合金粉對硅襯底的深度釘扎作用，減少活性鋁對p-n結(jié)的破壞作用，同時在同樣鋁含量條件下，增加銀鋁層電極與硅襯底的有效接觸面積，降低銀電極與襯底的接觸電阻。根據(jù)表3所述測試結(jié)果，對比例1～3采用微米鋁粉設(shè)計，隨著微米鋁粉的含量增加，實際參與硅襯底接觸的鋁含量增加，接觸電阻率急劇下降，串聯(lián)電阻越來越小。而對比實施例4～6，以及實施例7～9可知，在納米鋁粉的含量范圍內(nèi)，隨著納米鋁粉的含量提高，接觸電阻率減少。通過實施例組b與對比例1～3可知，納米鋁粉的引入可以有效平衡開路電壓和接觸電阻的關(guān)系，提升填充因子，從而提升topcon晶體硅太陽電池轉(zhuǎn)換效率，而微米級鋁粉無法實現(xiàn)該效果。

[0088]

使用實施例8和對比例2制得的晶體硅太陽電池銀鋁漿在730℃和750℃下燒結(jié)，以制備topcon晶體硅太陽電池，并對制得topcon晶體硅太陽電池進(jìn)行電性能數(shù)據(jù)和接觸電阻率測試，測試結(jié)果見表4。

[0089]

表4-不同燒結(jié)溫度下topcon晶體硅太陽電池和接觸電阻率

[0090][0091]

根據(jù)表4可知，隨著燒結(jié)溫度的下降，采用微米鋁粉的對比例2會導(dǎo)致明顯的串聯(lián)電阻增加，填充銀子ff下降明顯，轉(zhuǎn)換效率波動較大。而低溫?zé)Y(jié)對采用納米鋁粉的實施例8影響不大。因此，采用所述晶體硅太陽電池銀鋁漿應(yīng)用在topcon晶體硅太陽電池制備中，可以有效降低燒結(jié)溫度，保證較高的轉(zhuǎn)換效率，可以滿足topcon晶體硅太陽電池低溫?zé)Y(jié)的開發(fā)需求。

[0092]

以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方式，這些等同的變型或替換均包含在本技術(shù)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，按照重量份包括以下組分：所述納米鋁粉預(yù)分散體包括0.2～2.0份納米鋁粉包覆劑和0.5～3.0份納米鋁粉；所述納米鋁粉包覆劑包裹于所述納米鋁粉的外側(cè)；所述導(dǎo)電銀粉為亞微米或微米級銀粉，所述納米鋁粉的粒徑為50～300nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述導(dǎo)電銀粉的粒徑為0.5～3.0μm，所述導(dǎo)電銀粉的振實密度為4.0～7.0g/cm3，所述導(dǎo)電銀粉的比表面積為0.1～2.0cm2/g。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述納米鋁粉包覆劑包括有機(jī)硅分散劑、烷烴類分散劑和硅氧烷分散劑中的一種或多種組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述納米鋁粉包覆劑與納米鋁粉比例為1:9～9:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述玻璃粉按照重量份包括以下組分：40～80份pbo、5～20份b2o3、0.2～10份sio2、0.1～6份al2o3、2～15份zno和0～10份改性氧化物；所述改性氧化物包括li2o、na2o、sb2o3、v2o5、teo2、ga2o3、in2o3、geo2、mgo、bao、cao、ni2o3、ag2o和tl2o3中的一種或多種組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述爽滑劑包括硅油、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一種或多種組合；所述觸變劑包括氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和聚脲中的一種或多種組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，所述樹脂包括乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛酯、丙烯酸樹脂和醛酮樹脂中的一種或多種組合；所述有機(jī)溶劑包括二乙二醇丁醚醋酸酯、醇酯十二、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、己二酸二甲酯、n-甲基吡咯烷酮、鄰苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二甲酯中任意兩種組合或多種

組合；所述有機(jī)分散劑包括含胺基官能團(tuán)的分散劑和含脂肪酸官能團(tuán)的分散劑中的一種或多種組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，還包括0～1.0份有機(jī)助劑，所述有機(jī)助劑包括流平劑、有機(jī)硅消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中中的一種或多種。9.一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的制備方法，用于制備如權(quán)利要求1～8任一項所述的一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿，其特征在于，包括以下步驟：制備納米鋁粉預(yù)分散體：按照配比，將納米鋁粉和納米鋁粉包覆劑進(jìn)行混合攪拌，得到納米鋁粉預(yù)分散體；配料并混合：按照配比，稱取導(dǎo)電銀粉、納米鋁粉預(yù)分散體、玻璃粉、有機(jī)溶劑、樹脂、有機(jī)分散劑、觸變劑、爽滑劑和有機(jī)助劑，并進(jìn)行混合攪拌，得到半成品銀漿；軋制：對半成品銀漿進(jìn)行研磨，得到用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿。10.一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿的應(yīng)用，其特征在于，使用權(quán)利要求1～8任一項的所述用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿制備topcon晶體硅太陽電池，所述topcon晶體硅太陽電池?zé)Y(jié)溫度為720～750℃。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種用于低溫?zé)Y(jié)的晶體硅太陽電池銀鋁漿、制備方法、用途，晶體硅太陽電池銀鋁漿包括：84.0～90.0份導(dǎo)電銀粉、0.7～5.0份納米鋁粉預(yù)分散體、2.0～8.0份玻璃粉、4.0～9.0份有機(jī)溶劑、0.1～1.0份樹脂、0.1～1.0份有機(jī)分散劑、0.05～1.0份觸變劑和0.1～1.0份爽滑劑；導(dǎo)電銀粉為亞微米或微米級銀粉，納米鋁粉的粒徑為50～300nm。晶體硅太陽電池銀鋁漿引入50～300nm納米鋁粉，利用納米級尺寸的鋁粉表面的不規(guī)則原子排序特性，降低納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉融合的溫度，可將原來正面銀鋁漿燒結(jié)溫度從760～780℃降低到720～750℃，明顯降低燒結(jié)溫度。通過納米鋁粉與導(dǎo)電銀粉的配合，形成銀鋁合金化，有效地降低銀層與晶體硅太陽電池襯底的接觸電阻。太陽電池襯底的接觸電阻。

技術(shù)研發(fā)人員：黃良輝 劉家敬 楊至灝

受保護(hù)的技術(shù)使用者：佛山市瑞納新材科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.29

技術(shù)公布日：2022/7/29