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1、10申请公布号CN102324263A43申请公布日20120118CN102324263ACN102324263A21申请号201110184050622申请日20110704H01B1/22200601H01B13/00200601H01L31/022420060171申请人江苏瑞德新能源科技有限公司地址214423江苏省江阴市周庄镇东风路西侧72发明人张建益54发明名称一种用于太阳能电池的银浆及其制备方法57摘要本发明公开了一种用于太阳能电池的银浆,该银浆包括银粉、无铅玻璃粉、有机载体,有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,银粉为球形和/或鳞片形,银粉的粒径包含有粗、细两种;无铅玻璃粉采用。
2、镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括LA2O3、B2O3、AL2O3、ZNO、NA2O、LIO2、V2O5和P2O5。其制备方法为将上述无铅玻璃粉原料混合均匀后放于高温马孚炉进行加热、保温,再将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;将有机溶剂和有机添加剂按比例进行混合搅拌均匀即可;将银粉,无铅玻璃粉,有机载体,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。在满足太阳能电池电性能的前提下,还能够满足无铅环保要求。51INTCL19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CN102324275A1/1页21一种用于太阳能电池的银浆,其特征在。
3、于,所述银浆包括7580WT的银粉、515WT的无铅玻璃粉、1015WT的有机载体,所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,两者间的重量比为3171,所述的银粉为球形和/或鳞片形,所述银粉的粒径包含有3058NM和5890NM两种;所述有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚类、增塑剂和表面活性剂中的任一种或它们的组合;所述有机添加剂为纤维素;所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括051WT的LA2O3、7085WT的B2O3、25WT的AL2O3、25WT的ZNO、15WT的NA2O、25WT的LIO2、38WT的V2O5和051WT的P2O5。2如权利要求1所。
4、述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,在所述银粉中粒径为3058NM的约占2040,粒径为5890NM的约占6080。3如权利要求1所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述无铅玻璃粉的粒径为1040M。4如权利要求1所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述的纤维素包括乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素中的任一种或它们的组合。5如权利要求1所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。6如权利要求1所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述的表面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。7如权利要求1所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述。
5、的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中的任一种或它们的组合。8如权利要求7所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述的偶联剂为有机硅、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。9如权利要求7所述的用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所述的流平剂为丙烯酸酯;所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇;所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。10一种权利要求1所述用于太阳能电池的银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下第一步、无铅玻璃粉的制备,按无铅玻璃粉的组分及重量百分比配备原料051WT的LA2O3、7085WT的B2O3、25WT的AL2O3、25WT的ZN。
6、O、15WT的NA2O、25WT的LIO2、38WT的V2O5和051WT的P2O5;第二步、将上述原料按照重量比称重,混合均匀后放于高温马孚炉进行加热,温度控制在10001400,然后保温3060分钟,将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;第三步、有机载体制备,将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例3171进行混合搅拌均匀即可;第四步、太阳能电池导电银浆的制备,将银粉7580WT,无铅玻璃粉515WT,有机载体1015WT,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。权利要求书CN102324263ACN102324275A1/4页3一种用于太阳能电池的银。
7、浆及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种银浆,具体涉及一种用于太阳能电池的银浆及其制备方法。背景技术0002太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件,在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流,通过电极可直接将电能输出。0003为了将太阳能电池产生的光生电流引出,必须在太阳能电池的表面制作出正负电极。常用的电极制作工艺有磁控溅射、真空蒸镀和丝网印刷烧结等,但是磁控溅射、真空蒸镀方法的生产成本太高,经济性差。目前,在太阳能电池生产企业中,普遍使用含铅的太阳能电池导电银浆,通过丝网印刷、低温烘干、高温烧结工艺制成太阳能电池的电极。现有导电银浆由银粉、玻璃粘合剂、有机溶剂等原材料按不同配比。
8、制备而成。其中银粉为导电介质;玻璃粘合剂在高温烧结时熔化,在银粉和硅基底之间形成欧姆接触;有机溶剂主要起分散和包裹作用,将银粉颗粒均匀的包裹起来,使得导电银浆中的银粉不容易产生沉淀和氧化。0004导电银浆的质量直接影响太阳能电池的串联电阻和电池光电转换效率,它是太阳能电池生产中的一个非常关键的技术要点。目前太阳能电池导电银浆所采用的玻璃粉粘合剂是一种铋硅铅玻璃混合粉末,该种玻璃粉末虽然具有软化温度较低、电性能稳定等优点,但是该体系含铅比例较高,对环境的污染较大,不符合环保要求。在太阳能电池日益普及的情况下,含铅太阳能电池导电银浆的使用己受到限制,不久将逐渐被淘汰,必须研制高导电性能的无铅导电银。
9、浆,以满足大规模太阳能电池生产需求。另外在现有的银浆中使用银粉的粒径基本上是一致的,这样若银粉粒径过大丝网印刷会出现裂纹,而且会增大接触电阻,若银粉粒径过小,银粉会出现团聚问题,影响其银粉分布的均匀性。因此,有必要对银粉的粒径进行有效调控。发明内容0005本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种不含铅太的阳能电池银浆,在满足太阳能电池电性能的前提下,使太阳能电池能够满足国际市场对太阳能电池的无铅环保要求,同时使丝网印刷后的银导线分布、致密。本发明的另一个目的还在于,提供一种制备上述银粉的工艺方法。0006为实现上述目的,本发明的技术方案是提供了一种用于太阳能电池的银浆,其特征在于,所。
10、述银浆包括7580WT的银粉、515WT的无铅玻璃粉、1015WT的有机载体,所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,两者间的重量比为3171,所述的银粉为球形和/或鳞片形,所述银粉的粒径包含有3058NM和5890NM两种;所述有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚类、增塑剂和表面活性剂中的任一种或它们的组合;所述有机添加剂为纤维素;所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括051WT的LA2O3、7085WT的B2O3、25WT的AL2O3、25WT的说明书CN102324263ACN102324275A2/4页4ZNO、15WT的NA2O、25WT的LIO2、。
11、38WT的V2O5和051WT的P2O5。0007优选的技术方案是,在所述银粉中粒径为3058NM的约占2040,粒径为5890NM的约占6080。0008优选的技术方案还有,所述无铅玻璃粉的粒径为1040M。0009优选的技术方案还有,所述的纤维素包括乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素中的任一种或它们的组合。0010优选的技术方案还有,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。0011优选的技术方案还有,所述的表面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。0012优选的技术方案还有,所述的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中的任一种或它们的组合。0013进一步优选的技术方案是。
12、,所述的偶联剂为有机硅、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。0014进一步优选的技术方案是,所述的流平剂为丙烯酸酯;所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇;所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。0015本发明的另一个技术方案是,提供了一种用于太阳能电池的银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下0016第一步、无铅玻璃粉的制备,按无铅玻璃粉的组分及重量百分比配备原料051WT的LA2O3、7085WT的B2O3、25WT的AL2O3、25WT的ZNO、15WT的NA2O、25WT的LIO2、38WT的V2O5和051WT的P2O5;0017第二步、将上述原料按。
13、照重量比称重,混合均匀后放于高温马孚炉进行加热,温度控制在10001400,然后保温3060分钟,将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;0018第三步、有机载体制备,将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例3171进行混合搅拌均匀即可;0019第四步、太阳能电池导电银浆的制备,将银粉7580WT,无铅玻璃粉515WT,有机载体1015WT,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。0020本发明的优点和有益效果在于按本发明配方所获得的太阳能电池银浆不含铅,完全符合环保要求,能在太阳能电池表面形成附着力强、低欧姆接触电阻的导电电极,电池光电转换效率高,是含铅银。
14、浆的理想取代物。另外由于在该银浆中选用了两种粒径的银粉,使丝网印制出的电极致密均匀,接触电阻小,粘结牢固。具体实施方式0021下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。0022实施例10023本发明是一种用于太阳能电池的银浆,该银浆包括75WT的银粉、10WT的无铅玻璃粉、15WT的有机载体,所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,两者间的重量比为41,所述的银粉为球形,所述银粉的粒径包含有40NM和70NM两种;所述有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚类、增塑剂和表面活性剂中的。
15、任一种说明书CN102324263ACN102324275A3/4页5或它们的组合;所述有机添加剂为纤维素;所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括1WT的LA2O3、70WT的B2O3、5WT的AL2O3、5WT的ZNO、5WT的NA2O、5WT的LIO2、8WT的V2O5和1WT的P2O5。在所述银粉中粒径为40NM的约占20,粒径为70NM的约占60。所述无铅玻璃粉的粒径为25M。所述的纤维素包括乙基纤维素。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。所述的表面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。所述的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中的任一种或它们的组合。所述。
16、的偶联剂为有机硅、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。所述的流平剂为丙烯酸酯;所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇;所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。0024本发明的另一个技术方案是,提供了一种用于太阳能电池的银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下0025第一步、无铅玻璃粉的制备,按无铅玻璃粉的组分及重量百分比配备原料1WT的LA2O3、70WT的B2O3、5WT的AL2O3、5WT的ZNO、5WT的NA2O、5WT的LIO2、8WT的V2O5和1WT的P2O5;0026第二步、将上述原料按照重量比称重,混合均匀后放于高温马孚炉进行加热,温度控制在1。
17、0001400,然后保温3060分钟,将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;0027第三步、有机载体制备,将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例41进行混合搅拌均匀即可;0028第四步、太阳能电池导电银浆的制备,将银粉75WT,无铅玻璃粉10WT,有机载体15WT,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。0029实施例20030本发明是一种用于太阳能电池的银浆,该银浆包括78WT的银粉、10WT的无铅玻璃粉、12WT的有机载体,所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成,两者间的重量比为51,所述的银粉为球形,所述银粉的粒径包含有35NM和55NM两种;所述。
18、有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚类、增塑剂和表面活性剂中的任一种或它们的组合;所述有机添加剂为纤维素;所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括05WT的LA2O3、80WT的B2O3、3WT的AL2O3、2WT的ZNO、3WT的NA2O、2WT的LIO2、4WT的V2O5和05WT的P2O5。在所述银粉中粒径为40NM的约占20,粒径为70NM的约占60。所述无铅玻璃粉的粒径为35M。所述的纤维素包括乙基纤维素。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。所述的表面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。所述的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中。
19、的任一种或它们的组合。所述的偶联剂为有机硅、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。所述的流平剂为丙烯酸酯;所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇;所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。0031本发明的另一个技术方案是,提供了一种用于太阳能电池的银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下0032第一步、无铅玻璃粉的制备,按无铅玻璃粉的组分及重量百分比配备原料05WT的LA2O3、80WT的B2O3、3WT的AL2O3、2WT的ZNO、3WT的NA2O、2WT的LIO2、说明书CN102324263ACN102324275A4/4页64WT的V2O5和05WT的P2。
20、O5。0033第二步、将上述原料按照重量比称重,混合均匀后放于高温马孚炉进行加热,温度控制在10001400,然后保温3060分钟,将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;0034第三步、有机载体制备,将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例41进行混合搅拌均匀即可;0035第四步、太阳能电池导电银浆的制备,将银粉78WT,无铅玻璃粉10WT,有机载体12WT,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。0036实施例30037本发明是一种用于太阳能电池的银浆,该银浆包括80WT的银粉、8WT的无铅玻璃粉、12WT的有机载体,所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组。
21、成,两者间的重量比为61,所述的银粉为球形,所述银粉的粒径包含有40NM和80NM两种;所述有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醚类、增塑剂和表面活性剂中的任一种或它们的组合;所述有机添加剂为纤维素;所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系,其组分包括05WT的LA2O3、75WT的B2O3、5WT的AL2O3、5WT的ZNO、3WT的NA2O、2WT的LIO2、4WT的V2O5和05WT的P2O5。在所述银粉中粒径为40NM的约占35,粒径为80NM的约占65。所述无铅玻璃粉的粒径为20M。所述的纤维素包括乙基纤维素。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。所述的表。
22、面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。所述的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中的任一种或它们的组合。所述的偶联剂为有机硅、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。所述的流平剂为丙烯酸酯;所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇;所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。0038本发明的另一个技术方案是,提供了一种用于太阳能电池的银浆的制备方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下0039第一步、无铅玻璃粉的制备,按无铅玻璃粉的组分及重量百分比配备原料05WT的LA2O3、75WT的B2O3、5WT的AL2O3、5WT的ZNO、3WT的NA2O、2WT的LIO2、4W。
23、T的V2O5和05WT的P2O5。0040第二步、将上述原料按照重量比称重,混合均匀后放于高温马孚炉进行加热,温度控制在10001400,然后保温3060分钟,将熔化后的玻璃粉末颗粒淬火后进行球磨;0041第三步、有机载体制备,将有机溶剂和有机添加剂按照重量比例41进行混合搅拌均匀即可;0042第四步、太阳能电池导电银浆的制备,将银粉78WT,无铅玻璃粉10WT,有机载体12WT,进行称重在容器中搅拌均匀放入三辊研磨机中进行球磨,即得到均匀的用于太阳能电池的银浆。0043以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书CN102324263A。