CN103956197A - 一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉。其包括至少两种不同形态的银粉或者至少两种不同粒径分布的银粉。不同形态的银粉包括球状银粉、片状银粉和不规则状态银粉。当不同形态的银粉组成混合银粉时，其以质量比计，球状银粉为0~80%，片状银粉为20~90%，不规则状态银粉为0~80%；当不同粒径分布的银粉组成混合银粉时，其以质量比计，细球状银粉为20~60%，大球状银粉40~80%。本发明混合银粉制备的厚膜导电浆料所形成的电极，空隙更少，结构更为紧密；因而拥有较好的可焊性和优异的焊接拉力。
Description
技术领域
本发明涉及可用于半导体装置上形成电极的厚膜导电浆料的银粉，尤其是一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉。
背景技术
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置，而背面电极厚膜导电浆料是制备这种装置所必须的原料。电极厚膜导电浆料的性能对太阳能电池的使用的可靠性有着较大的影响，特别是其可焊性及焊接拉力。CN101814551公开了一种制备太阳能电池背银浆料的方法，其采用片状银粉为原料。但使用单一的银粉制备太阳能电池背银浆料所形成的电极的焊接拉力不高，从而导致太阳能电池的使用的可靠性较差。CN101651155A公开了一种硅太阳能电池电极浆料的组成及制备方法，其中背电极导电浆料所使用的金属粉为球状银粉、铝粉和硅合金粉的混合物。然而，由此制备的导电浆料所形成的电极同样存在焊接性能不甚理想的问题。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的不足，提出了一种适用于硅太阳电池背银主栅的混合银粉，其在不牺牲导电性能和电池转换效率的前提下，提高了硅太阳电池背银主栅可焊性和焊接拉力。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是，一种适用于硅太阳电池背银主栅的混合银粉，包括至少两种不同形态的银粉或者至少两种不同粒径分布的银粉。
作为一种优选，所述的不同形态的银粉包括球状银粉、片状银粉和不规则状态银粉。
作为一种优选，所述的球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.1~1μm，D50为0.5~3μm和D90为1~8μm；所述的片状银粉的振实密度为2~4g/cm3，比表面积为0.5~2m2/g，粒径分布为D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm；所述的不规则状态银粉的振实密度为2~5g/cm3，比表面积为0.3~2m2/g，粒径分布为D10为0.5~2μm，D50为2~4μm和D90为5~10μm。
作为一种优选，所述的球状银粉包括细球状银粉和大球状银粉；所述的细球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm；所述的大球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.5~1μm，D50为1~3μm和D90为4~8μm；
作为一种优选，当不同形态的银粉组成混合银粉时，其以质量比计，所述的球状银粉为0~80%，所述的片状银粉为20~90%，所述的不规则状态银粉为0~80%。
作为一种优选，当不同粒径分布的银粉组成混合银粉时，其以质量比计，所述的细球状银粉为20~60%，所述的大球状银粉40~80%。
本发明提出将混合银粉用于制备硅太阳能电池背面电极主栅的厚膜导电浆料的技术方案，即采用两种或两种以上不同形态银粉，或者，两种或两种以上不同粒径分布银粉的混合银粉，制备厚膜导电浆料；这种由混合银粉制备的厚膜导电浆料，主要用于通过丝网印刷来制备硅太阳能电池背银电极，使背银电极表面空隙最小化，从而扩大金属电极的可焊接面积。通过将不同形态或者不同粒径分布的银粉进行混合并制备的厚膜导电浆料所形成的电极，结构更为紧密，从图1和图2的对比表明，本发明混合银粉制备的厚膜导电浆料所形成的电极，空隙（图中黑点）更少，结构更为紧密；因而拥有较好的可焊性和优异的焊接拉力。大量实验结果表明，采用本发明不同形态或者不同粒径分布的银粉进行混合并制备的厚膜导电浆料所形成的电极，焊接拉力及附着力得到了显著的提升，参见表1和表2。
表1 背银电极的焊接拉力对比
| 以本发明优化的混合银粉为原料 | 以未经本发明优化的混合银粉为原料 | 以单一银粉为原料 | |
| 平均焊接拉力峰值（N） | 6.33 | 2.22 | 2.67 |
表2 不同粒径分布的球状银粉制备的浆料的背银电极的焊接拉力
| 细球状银粉∶大球状银粉 | 1∶1 | 1∶2 | 1∶3 |
| 平均焊接拉力峰值（N） | 3.97 | 6.97 | 6.64 |
附图说明
图1为本发明混合银粉制备的厚膜导电浆料所形成的背银电极主栅的显微镜正视图。
图2为未经本发明优化的混合银粉制备的厚膜导电浆料所形成的背银电极主栅的显微镜正视图。
具体实施方式
本发明提供一种采用两种或两种以上不同形态银粉，或者，两种或两种以上不同粒径分布银粉的混合银粉，制备厚膜导电浆料，在不牺牲银浆导电性能或电池转换效率的前提下，提高硅太阳能电池厚膜接触背银主栅的可焊性和焊接拉力。下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
混合片状银粉和细球状银粉。片状银粉具有2~4 g/cm3的振实密度，0.5~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm的粒径分布；细球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm的粒径分布。片状银粉占总银粉比例为80%，细球状银粉占20%。
实施例2
混合不同粒径分布的球状银粉。其中细球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm的粒径分布；大球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1μm，D50为1~3μm和D90为4~8μm的粒径分布。大球状银粉占总银粉比例为80%，细球状银粉占20%。
实施例3
混合片状银粉和不规则银粉。片状银粉具有2~4 g/cm3的振实密度，0.5~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm的粒径分布；不规则银粉具有2~5g/cm3的振实密度，0.3~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~2μm，D50为2~4μm和D90为5~10μm的粒径分布。片状银粉占总银粉比例为80%，不规则状态银粉占20%。
实施例4
混合片状银粉和球状银粉。片状银粉具有2~4 g/cm3的振实密度，0.5~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm的粒径分布；细球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm的粒径分布。片状银粉占总银粉比例为50%，细球状银粉占50%。
实施例5
混合片状银粉和球状银粉。片状银粉具有2~4 g/cm3的振实密度，0.5~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm的粒径分布；细球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm的粒径分布。片状银粉占总银粉比例为60%，细球状银粉占40%。
实施例6
混合片状银粉和球状银粉。片状银粉具有2~4 g/cm3的振实密度，0.5~2m2/g的比表面积，以及D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm的粒径分布；球状银粉具有1.5~4g/cm3的振实密度，0.5~3m2/g的比表面积，以及D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm的粒径分布。片状银粉占总银粉比例为90%，细球状银粉占10%。
本发明不仅工艺过程简单，而且上述实施例的混合银粉为导电填料，加工得到的背面电极厚膜导电浆料，具有良好的电性能、可焊接性和焊接拉力，这表明该混合银粉有望在太阳能电极浆料方面具有较好的应用前景。
Claims (6)
1.一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，包括至少两种不同形态的银粉或者至少两种不同粒径分布的银粉。
2.根据权利要求1所述的适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，所述的不同形态的银粉包括球状银粉、片状银粉和不规则状态银粉。
3.根据权利要求2所述的适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，所述的球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.1~1μm，D50为0.5~3μm和D90为1~8μm；所述的片状银粉的振实密度为2~4g/cm3，比表面积为0.5~2m2/g，粒径分布为D10为0.5~1.5μm，D50为2~5μm和D90为6~20μm；所述的不规则状态银粉的振实密度为2~5g/cm3，比表面积为0.3~2m2/g，粒径分布为D10为0.5~2μm，D50为2~4μm和D90为5~10μm。
4.根据权利要求2所述的适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，所述的球状银粉包括细球状银粉和大球状银粉；所述的细球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.1~0.5μm，D50为0.5~1.5μm和D90为1~3μm；所述的大球状银粉的振实密度为1.5~4g/cm3，比表面积为0.5~3m2/g，粒径分布为D10为0.5~1μm，D50为1~3μm和D90为4~8μm。
5.根据权利要求3所述的适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，以质量比计，所述的球状银粉为0~80%，所述的片状银粉为20~90%，所述的不规则状态银粉为0~80%。
6.根据权利要求4所述的适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉，其特征在于，以质量比计，所述的细球状银粉为20~60%，所述的大球状银粉40~80%。
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