一種用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿及其制備方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明涉及電池電極漿料領(lǐng)域，具體涉及一種用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池(topcon)是一種使用超薄氧化層作為鈍化層結(jié)構(gòu)的電池。topcon電池以n型硅基板為主，通過一層超薄的氧化層和一層摻雜硅薄層在電池硅基板的背面形成鈍化結(jié)構(gòu)；topcon電池正面鈍化接觸的機理是：在電池片的燒結(jié)過程中，漿料中的玻璃體先軟化，腐蝕電池正面最外層沉積的氮化硅和氧化鋁，玻璃體的軟化點越低，活性越大，對氮化硅和氧化鋁的腐蝕性就越高，所形成的接觸也越好；腐蝕掉氮化硅和氧化鋁層以后，銀鋁漿中的鋁和銀與露出來的硅基底反應(yīng)，形成銀鋁硅刺，此時鋁顆粒越大，活性越大，鋁顆粒的軟化點越低，流動性越好，所形成的銀鋁刺也越大，而銀鋁硅刺越大，雖可形成較好的接觸，但造成的金屬復(fù)合也越大；由此可見，若單純選用較低軟化點的玻璃體和大顆粒的鋁粉降低電池的接觸電阻率，會形成較大的鋁刺，對金屬復(fù)合造成很大的影響；因此，為了形成較低的金屬復(fù)合和良好的接觸，需要形成小而密集的銀鋁刺。

3.目前的topcon電池正面受到所使用漿料的影響，摻雜濃度均≥1019，方阻為80-120ω；普通的銀鋁漿在超過120ω方阻的topcon電池的p+面上無法實現(xiàn)良好的接觸，接觸電阻率一般＞5mω.cm2，使電池的串聯(lián)電阻rs相對較高；topcon電池正面接觸的摻雜濃度越低，方阻越大，接觸就越難；但是摻雜濃度低也會使電池正面金屬復(fù)合變小，對電池的開壓有增益，因此高方阻低摻雜的topcon電池會成為未來topcon電池的主流結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種在高方阻topcon電池的p+面上有良好的接觸效果，且具有較低復(fù)合的銀鋁漿及其制備方法。

5.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，包含以下重量百分比的組分：銀粉70-89％、納米銀線1-5％、鋁粉1-10％、鋁合金0.5-1％、玻璃粉1-8％、有機載體1-10％；所述玻璃粉中包含氧化銀，所述鋁合金為鋁鋅合金和鋁硼合金中的至少一種。

6.本發(fā)明選用納米銀線搭配銀粉作為銀鋁漿的組分，納米銀線除了具有優(yōu)良的導(dǎo)電性之外，還因為其納米級別的尺寸效應(yīng)而具有優(yōu)異的填充性，可以很大程度地增加銀層的燒結(jié)致密度，降低電極的體電阻。

7.本發(fā)明在玻璃粉中添加ago，ago中的ag原子可以破壞玻璃粉原有的硅氧四面體結(jié)構(gòu)，使玻璃結(jié)構(gòu)由一定程度的規(guī)整轉(zhuǎn)為松散，提高玻璃粉的熱晗和活性；另外，ag作為導(dǎo)電性良好的金屬加入玻璃網(wǎng)絡(luò)后，可以提升玻璃的電導(dǎo)率，進一步降低電池的rs。

8.本發(fā)明在銀鋁漿中加入鋁鋅合金和鋁硼合金中的至少一種，是因為：(1)鋁鋅合金、鋁硼合金的軟化溫度比同尺寸的鋁粉更低，且鋁鋅合金、鋁硼合金軟化后的流動性比鋁

強，在一定燒結(jié)溫度下，鋁鋅合金及鋁硼合金比單純使用鋁的配方更快與硅基底反應(yīng)，且反應(yīng)活性更高，形成的rs更低；(2)鋁硼合金和鋁鋅合金中的硼和鋅在一定程度上又可以抑制鋁硅反應(yīng)，防止形成較大的鋁刺，從而在降低銀鋁漿接觸電阻的同時使復(fù)合不會很大，使得在正常的燒結(jié)溫度不改變，且電池的整體復(fù)合不增加的情況下，達(dá)到topcon電池在150ω方阻的p+面上形成良好的接觸，很大程度地提升topcon電池的電性能。

9.優(yōu)選地，所述銀粉為球狀銀粉，它的中位徑d50為1.0-2.0μm，松裝密度為2.8-3.8g/m3，振實密度為4.5-6.5g/m3，比表面積為0.6-1.8m2/g。

10.優(yōu)選地，所述納米銀線的粒度為15-25nm，長度為10-50μm。

11.優(yōu)選地，所述鋁粉的中位徑d50為3-6um，松裝密度為0.45-0.55g/m3，振實密度為0.6-0.85g/m3。

12.優(yōu)選地，所述鋁鋅合金的中位徑d50為2-3μm，松裝密度為0.25-0.4g/m3，振實密度為0.15-0.4g/m3。

13.優(yōu)選地，所述玻璃粉包含以下重量百分比的組分：sio2 5-20％、ago 1-10％、bi2o3 15-40％、b2o3 10-15％、pbo2 30-50％、mgo 5-15％。

14.優(yōu)選地，所述玻璃粉的制備方法，包含如下步驟：將各組分混合均勻，經(jīng)熔制后保溫，將保溫后的熔料依次進行水淬、球磨，即得所述玻璃粉。

15.本發(fā)明銀鋁漿配方中還包含重量百分比為0.1-0.5％的有機助劑，所述有機助劑可選用本領(lǐng)域常用的有機助劑，如byk-116。

16.優(yōu)選地，所述有機載體包含以下重量百分比的組分：乙基纖維素4-10％、丁基卡比醇醋酸酯8-25％、丁基卡比醇15-40％和松油醇25-55％。

17.本發(fā)明還提供了所述有機載體的制備方法：將乙基纖維素加入丁基卡比醇醋酸酯、丁基卡比醇和松油醇的混合溶劑中，充分混合，在70℃條件下水浴加熱至液體為澄清透明狀，即得所述有機載體。

18.本發(fā)明還提供了所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法，包含如下步驟：將有機載體攪拌混合，再添加其他組分混合均勻后，進行分散軋制，即得所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿。

19.本發(fā)明還提供了一種高方阻topcon電池，所述電池的制備原料包含本發(fā)明所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿。

20.本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，通過在銀鋁漿中添加納米銀線，可以增加銀層的燒結(jié)致密度，降低電極的體電阻；通過在玻璃粉中加入ago，使ago中的ag原子提高玻璃粉的熱晗和活性；也可以提升玻璃的電導(dǎo)率，進一步降低電池的rs；通過在銀鋁漿中加入鋁鋅合金和鋁硼合金中的至少一種，降低電池的rs，且鋁硼合金和鋁鋅合金中的硼和鋅在一定程度上又可以抑制鋁硅反應(yīng)，在降低銀鋁漿接觸電阻的同時使復(fù)合不會很大，使topcon電池在燒結(jié)溫度不改變、電池的金屬復(fù)合不增加的情況下，電池在150ω方阻的p+面上形成良好的接觸，很大程度地提升了topcon電池的電性能。

具體實施方式

21.為更好地說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明

作進一步說明。

22.實施例1

23.本發(fā)明所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的一種實施例，本實施例所述玻璃粉的配方見表1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表2。

24.在實施例1中，所述玻璃粉的制備方法為：按表1玻璃粉配方(重量百分比)進行配料，(1)將各種組分充分混合后，將混合后的物料放入坩堝置于高溫馬弗爐中熔煉，熔煉溫度1000℃，保溫時間為30min；(2)將保溫后的熔料倒入去離子中水淬，并將水淬后的玻璃渣球磨、烘干，烘干后即得玻璃粉。

25.所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法為：按表2配方(重量百分比)進行配料，將有機載體混合后攪拌20min，再將其他原料加入，混合并攪拌20-30min，用三輥研磨機進行分散軋制。

26.所述有機載體的配方(重量百分比)為：乙基纖維素std-200 6％、丁基卡比醇醋酸酯20％、丁基卡比醇30％和松油醇44％；所述有機載體的制備方法為：將乙基纖維素std-200加入丁基卡比醇醋酸酯、丁基卡比醇和松油醇的混合溶劑中，充分混合，在70℃條件下水浴加熱至液體為澄清透明狀，即得所述有機載體。

27.本實施例中，銀粉的中位徑d50為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為20nm，長度為10-50μm，鋁粉的中位徑d50為5um，松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3，鋁鋅合金的中位徑d50為3um，松裝密度為0.38g/m3，振實密度為0.2g/m3。

28.實施例2

29.本實施例所述玻璃粉的配方見表1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表2。

30.所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

31.本實施例中，銀粉的中位徑d50為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為25nm，長度為10-20μm，鋁粉的中位徑d50為5um，松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3，鋁鋅合金的中位徑d50為3um，松裝密度為0.38g/m3，振實密度為0.2g/m3。

32.實施例3

33.本實施例所述玻璃粉的配方見表1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表2。

34.所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

35.本實施例中，銀粉的中位徑d50為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為20nm，長度為10-50μm，鋁粉的中位徑d50為3.0um，松裝密度為0.48g/m3，振實密度為0.75g/m3，鋁鋅合金的中位徑d50為3um，松裝密度為0.38g/m3，振實密度為0.2g/m3。

36.實施例4

37.本實施例所述玻璃粉的配方見表1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的

配方見表2。

38.所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

39.本實施例中，銀粉的中位徑d50為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為20nm，長度為10-50μm，鋁粉的中位徑d50為5um，松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3，鋁鋅合金的中位徑d50為2.5um，松裝密度為0.28g/m3，振實密度為0.26g/m3。

40.表1

41.玻璃粉(％)實施例1實施例2實施例3實施例4sio2155206ago51012bi2o320152440b2o313151010pbo235503035mgo125157

42.表2

43.[0044][0045]

對比例1

[0046]

本發(fā)明所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的一種對比例，本對比例與實施例1的區(qū)別僅在于：銀鋁漿配方中未添加納米銀線；本對比例所述玻璃粉的配方同實施例1，見表3，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表4。

[0047]

所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

[0048]

本對比例中，銀粉的中位徑d50為1.75um，松裝密度為3.48g/m3，振實密度為5.0g/m3，比表面積為1.0m2/g，鋁粉的中位徑d50為5um，松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3，鋁鋅合金的中位徑d50為3um，松裝密度為0.38g/m3，振實密度為0.2g/m3。

[0049]

對比例2

[0050]

本對比例與實施例1的區(qū)別僅在于：銀鋁漿配方中未添加鋁合金，本對比例所述玻璃粉的配方見表3，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表4。

[0051]

所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

[0052]

本對比例中，銀粉的中位徑d

50

為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為20nm，長度為10-50μm，鋁粉的中位徑d

50

為5um，松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3。

[0053]

對比例3

[0054]

本對比例與實施例1的區(qū)別僅在于：玻璃粉配方中未添加ago，本對比例所述玻璃粉的配方見表3，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表4。

[0055]

所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

[0056]

本對比例中，銀粉的中位徑d

50

為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g，納米銀線的粒度為20nm，長度為10-50μm，鋁粉的中位徑d

50

為5um，

松裝密度為0.52g/m3，振實密度為0.86g/m3，鋁鋅合金的中位徑d

50

為3um，松裝密度為0.38g/m3，振實密度為0.2g/m3。

[0057]

對比例4

[0058]

本對比例與實施例1的區(qū)別在于：玻璃粉配方中未添加ago，銀鋁漿配方中未添加鋁合金和納米銀線，本對比例所述玻璃粉的配方見表3，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的配方見表4。

[0059]

所述玻璃粉的制備方法同實施例1，所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法同實施例1。

[0060]

本對比例中，銀粉的中位徑d

50

為1.5um，松裝密度為3.4g/m3，振實密度為5.54g/m3，比表面積為1.0m2/g。

[0061]

表3

[0062]

玻璃粉(％)對比例1對比例2對比例3對比例4sio215152020ago5500bi2o320202020b2o313131313pbo235353030mgo12121717

[0063]

表4

[0064][0065][0066]

效果例

[0067]

將上述實施例1-4、對比例1-4的銀鋁漿分別印刷在p+硅片上，使用i-v測試儀對串聯(lián)電阻、開路電壓和光電轉(zhuǎn)化效率進行測試，測試結(jié)果如表5所示。

[0068]

表5

[0069][0070]

結(jié)果如表5所示，實施例1-4由于在銀鋁漿中添加了納米銀線，降低了漿料體電阻，從而使電池的rs降低；并在玻璃粉中加入ago降低了玻璃粉的軟化點，提升了銀鋁漿的接觸性能；鋁鋅合金中的鋅在一定程度上又能抑制鋁硅反應(yīng)，防止形成較大的鋁刺，從而降低銀鋁漿的接觸電阻的同時復(fù)合不會很大，很大程度地提升了topcon電池的電性能；而對比例1由于未在銀鋁漿中添加納米銀線，導(dǎo)致漿料的體電阻較高；對比例2由于未在銀鋁漿中添加鋁合金，導(dǎo)致漿料的復(fù)合較大，開壓低；對比例3由于未在玻璃粉中添加ago，導(dǎo)致玻璃粉的軟化點較高，接觸電阻很大，對比例4由于未在銀鋁漿中添加納米銀線、鋁合金，且未在玻璃粉中添加ago，導(dǎo)致漿料的接觸電阻高，開壓低，效率差。

[0071]

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。技術(shù)特征：

1.一種用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，包含以下重量百分比的組分：銀粉70-89％、納米銀線1-5％、鋁粉1-10％、鋁合金0.5-1％、玻璃粉1-8％、有機載體1-10％；所述玻璃粉中包含氧化銀，所述鋁合金為鋁鋅合金和鋁硼合金中的至少一種。2.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述銀粉為球狀銀粉，它的中位徑d

50

為1.0-2.0μm，松裝密度為2.8-3.8g/m3，振實密度為4.5-6.5g/m3，比表面積為0.6-1.8m2/g。3.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述納米銀線的粒度為15-25nm，長度為10-50μm。4.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述鋁粉的中位徑d

50

為3-6um，松裝密度為0.45-0.55g/m3，振實密度為0.6-0.85g/m3。5.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述鋁鋅合金的中位徑d

50

為2-3μm，松裝密度為0.25-0.4g/m3，振實密度為0.15-0.4g/m3。6.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述玻璃粉包含以下重量百分比的組分：sio

2 5-20％、ago 1-10％、bi2o

3 15-40％、b2o

3 10-15％、pbo

2 30-50％、mgo 5-15％；優(yōu)選地，所述玻璃粉的制備方法為：將各組分混合均勻，經(jīng)熔制后保溫，將保溫后的熔料依次進行水淬、球磨，即得所述玻璃粉。7.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，還包含重量百分比為0.1-0.5％的有機助劑。8.如權(quán)利要求1所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿，其特征在于，所述有機載體包含以下重量百分比的組分：乙基纖維素4-10％、丁基卡比醇醋酸酯8-25％、丁基卡比醇15-40％和松油醇25-55％。9.如權(quán)利要求1-8任一項所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：將有機載體攪拌混合，再添加其他組分混合均勻后，進行分散軋制，即得所述用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿。10.一種高方阻topcon電池，其特征在于，所述電池的制備原料包含權(quán)利要求1-9任一項所述的用于高方阻topcon電池p+面的銀鋁漿。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種用于高方阻TOPcon電池P+面的銀鋁漿及其制備方法，屬于電池電極漿料領(lǐng)域。本發(fā)明所述銀鋁漿包含以下重量百分比的組分：銀粉70-89％、納米銀線1-5％、鋁粉1-10％、鋁合金0.5-1％、玻璃粉1-8％、有機載體1-10％；所述玻璃粉中包含氧化銀，所述鋁合金為鋁鋅合金和鋁硼合金中的至少一種；本發(fā)明通過在銀鋁漿中添加納米銀線和鋁合金，同時在玻璃粉中添加氧化銀，使TOPcon電池在燒結(jié)溫度不改變、電池的金屬復(fù)合不增加的情況下，在150Ω方阻的p+面上可形成良好的接觸，很大程度地提升了TOPcon電池的電性能。了TOPcon電池的電性能。

技術(shù)研發(fā)人員：孫倩 黃銘 劉銀花 萬俊亮 丁冰冰

受保護的技術(shù)使用者：無錫市儒興科技開發(fā)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.19

技術(shù)公布日：2022/7/29