一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，具体说是一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料及其制备方法，属于晶硅太阳电池背电极用PERC银浆技术领域。

技术背景

为降低晶硅太阳能电池的成本，硅片的厚度逐渐减小，当其厚度降低至小于少数载流子的扩散长度时，硅片表面大量悬挂键成为其复合中心，复合速率急剧提升，严重影响太阳能电池片的电性能。与常规太阳能电池结构不同，PERC晶硅太阳电池通过在硅片上下表面均沉积介质钝化层，其背面钝化层能钝化表面悬挂键，既能有效减少载流子表面复合，还能起到背反射的作用，提高红外光响应，达到提升其光电装换效率的效果。

PERC背银浆料通过丝网印刷于背面钝化层上，为了最大程度的保留背钝化膜的钝化效果，背面银浆应不具备烧穿钝化膜的能力，而为了获得良好的欧姆接触以及提升使用寿命，背面银浆烧结后应具备一定的焊接拉力。因此适宜的焊接拉力和低钝化层损伤是PERC电池行业对背面银浆最基本的两个要求，但是目前市面上的主流PERC背银浆料无法兼顾以上两个基本要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该PERC背面银浆印刷在晶体硅的背面钝化膜上，经高温烧结后钝化膜依旧完好，并且具有较高的焊接拉力和较好的可焊性，克服了传统PERC背银浆料无法平衡好焊接拉力和钝化层腐蚀两者之间关系的缺点。

本发明所要解决的第二个问题是提供一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，该方法工艺简便，成本低廉，与现有产品工艺兼容。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉50-60份，无机粘结剂0.5-2份，无机添加剂0.5-1份，有机载体37-47份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8-1.5μm，振实密度为2-3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为10-25份SiO

所述的无机添加剂为金属Ni粉或金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为0.9-2μm。

所述的有机载体由质量份配比为20-50份松油醇，15-30份丁基卡必醇醋酸酯，5-20份乙基纤维素，5-10份醋酸丁酸纤维素，1-18份丁基卡必醇，1-15份氢化蓖麻油，1-8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐硬脂酸酯混合均匀，80-100℃的温度下恒温并搅拌1.5-3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及无机添加剂混合均匀，经三辊研磨机轧浆6-8遍后得到粘度为18-35kcps、细度为15μm以下的银浆。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、玻璃体系中去除了氧族元素碲以及在高温状态下能发生变价反应产生氧离子的元素(例如钒)，并使用低氧含量的氧化物作为玻璃体系组成分，降低了玻璃熔液中银离子的浓度，避免过量银离子对钝化层产生较强烈的腐蚀效果。

2、氧化硼、氧化锌和氧化锆的加入可以降低玻璃体系的热膨胀系数，提高玻璃粉在钝化层表面的润湿性，提升其焊接拉力，此外氧化铜和氧化锰在高温状态下与银颗粒具有较强的化学键，有利于改善其表面性能和机械特性，提升焊接拉力。

3、镍粉和铜粉在高温状态下熔融并均匀分散于银层表面形成数量众多的焊接点，利用其优异的焊接性能提升银层的可焊性,进一步提升其焊接拉力。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步详述本发明，需要说明的是本发明的保护范围不局限于以下的实施例，所述领域的普通技术人员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变型，这些改进和变型均应属于本发明的保护之列。

实施例1：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂1份，铜粉1份，有机载体38份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8μm，振实密度为3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为15份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为0.9μm。

所述的有机载体由质量份配比为50份松油醇，15份丁基卡必醇醋酸酯，5份乙基纤维素，10份醋酸丁酸纤维素，1份丁基卡必醇，11份氢化蓖麻油，8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为35kcps、细度为15μm以下的银浆。

实施例2：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉58.5份，无机粘结剂0.5份，铜粉0.5份，有机载体40.5份。

所述的微晶状银粉中位径为1μm，振实密度为3.18g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为10份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为2μm。

所述的有机载体由质量份配比为35份松油醇，30份丁基卡必醇醋酸酯，15份乙基纤维素，5份醋酸丁酸纤维素，9份丁基卡必醇，1份氢化蓖麻油，5份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯混合均匀，80℃的温度下恒温并搅拌2小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆7遍后得到粘度为32kcps、细度为15μm以下的银浆。

实施例3：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂2份，铜粉1份，有机载体37份。

所述的微晶状银粉中位径为1.5μm，振实密度为2g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为10份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为1μm。

所述的有机载体由质量份配比为20份松油醇，30份丁基卡必醇醋酸酯，20份乙基纤维素，7份醋酸丁酸纤维素，18份丁基卡必醇，1份氢化蓖麻油，4份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素，丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯混合均匀，100℃的温度下恒温并搅拌1.5小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为34kcps、细度为15μm以下的银浆。

实施例4：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉50份，无机粘结剂2份，镍粉1份，有机载体47份。

所述的微晶状银粉中位径为1.2μm，振实密度为3g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为25份SiO

所述的无机添加剂为金属Ni粉。

所述的无机添加剂中位径为1μm。

所述的有机载体由质量份配比为35份松油醇，16份丁基卡必醇醋酸酯，20份乙基纤维素，7份醋酸丁酸纤维素，6份丁基卡必醇，15份氢化蓖麻油，1份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，90℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及镍粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆6遍后得到粘度为18kcps、细度为15μm以下的银浆。

实施例5：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉58份，无机粘结剂1份，镍粉1份，有机载体40份。

所述的微晶状银粉中位径为0.9μm，振实密度为3.18g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为15份SiO

所述的无机添加剂为金属Ni粉。

所述的无机添加剂中位径为1μm。

所述的有机载体由质量份配比为45份松油醇，17份丁基卡必醇醋酸酯，15份乙基纤维素，6份醋酸丁酸纤维素，6份丁基卡必醇，6份氢化蓖麻油，5份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌1.5小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及镍粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为34kcps、细度为15μm以下的银浆。

实施例6：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉58.5份，无机粘结剂0.5份，铜粉0.5份，有机载体40.5份。

所述的微晶状银粉中位径为1μm，振实密度为3.18g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为12份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为2μm。

所述的有机载体由质量份配比为35份松油醇，30份丁基卡必醇醋酸酯，15份乙基纤维素，5份醋酸丁酸纤维素，9份丁基卡必醇，1份氢化蓖麻油，5份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯混合均匀，80℃的温度下恒温并搅拌2小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆7遍后得到粘度为32kcps、细度为15μm以下的银浆。

对比例1：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂1份，铜粉1份，有机载体38份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8μm，振实密度为3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为15份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为0.9μm。

所述的有机载体由质量份配比为50份松油醇，15份丁基卡必醇醋酸酯，5份乙基纤维素，10份醋酸丁酸纤维素，1份丁基卡必醇，11份氢化蓖麻油，8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为32kcps、细度为15μm以下的银浆。

对比例2：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂1份，铜粉1份，有机载体38份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8μm，振实密度为3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为15份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为0.9μm。

所述的有机载体由质量份配比为50份松油醇，15份丁基卡必醇醋酸酯，5份乙基纤维素，10份醋酸丁酸纤维素，1份丁基卡必醇，11份氢化蓖麻油，8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为34kcps、细度为15μm以下的银浆。

对比例3：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂1份，铜粉0.2份，有机载体38.9份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8μm，振实密度为3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为15份SiO

所述的无机添加剂为金属Cu粉。

所述的无机添加剂中位径为0.9μm。

所述的有机载体由质量份配比为50份松油醇，15份丁基卡必醇醋酸酯，5份乙基纤维素，10份醋酸丁酸纤维素，1份丁基卡必醇，11份氢化蓖麻油，8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及铜粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为34kcps、细度为15μm以下的银浆。

对比例4：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉60份，无机粘结剂1份，有机载体39份。

所述的微晶状银粉中位径为0.8μm，振实密度为3.5g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为10份SiO

所述的有机载体由质量份配比为50份松油醇，15份丁基卡必醇醋酸酯，5份乙基纤维素，10份醋酸丁酸纤维素，1份丁基卡必醇，11份氢化蓖麻油，8份山梨醇酐硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，85℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂及步骤（2）制得的有机载体混合均匀，经三辊研磨机轧浆8遍后得到粘度为34kcps、细度为15μm以下的银浆。

对比例5：

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料，该背面银浆包括以下质量份配比的组分，微晶状银粉50份，无机粘结剂2份，镍粉0.2份，有机载体47.8份。

所述的微晶状银粉中位径为1.2μm，振实密度为3g/cm

所述的无机粘结剂由质量份配比为25份SiO

所述的无机添加剂为金属Ni粉。

所述的无机添加剂中位径为1μm。

所述的有机载体由质量份配比为35份松油醇，16份丁基卡必醇醋酸酯，20份乙基纤维素，7份醋酸丁酸纤维素，6份丁基卡必醇，15份氢化蓖麻油，1份山梨醇酐单硬脂酸酯制备而成。

一种高焊接拉力低活性晶硅太阳能电池用PERC背银浆料的制备方法，其制备步骤如下：

（1）无机粘结剂的制备：将SiO

（2）有机载体的制备：将松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、丁基卡必醇、氢化蓖麻油、山梨醇酐单硬脂酸酯、醇酸丁酸纤维素混合均匀，90℃的温度下恒温并搅拌3小时，冷却至室温后，得到透明的有机粘结剂；

（3）银浆的制备：将微晶状银粉、步骤（1）制得的无机粘结剂、步骤（2）制得的有机载体及镍粉混合均匀，经三辊研磨机轧浆6遍后得到粘度为18kcps、细度为15μm以下的银浆。

将上述各个实施例和对比例制得的PERC背面银浆通过280目丝网印刷于单晶硅片上（180±10μm），共印刷350片，印刷过程中浆料的印刷性能良好，未出现堵网等问题。通过晶硅太阳能电池生产工艺流程制成电池片并测试其电性能参数及焊接拉力和可焊性。结果如下表所示：

从上表数据可知，使用本发明所制备的晶硅太阳能电池用PERC背银浆料制得的太阳能电池片电性能参数、焊接拉力以及可焊性明显优于对比例1、对比例2、对比例3、对比例4和对比例5，其中以实施例1综合效果最佳，由此可见本发明所制备的晶硅太阳能电池用PERC背银浆料能明显降低甚至避免对钝化层的腐蚀并进一步提升银层的焊接拉力和可焊性，从而提升电池片的综合性能。