一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉

摘要

本发明涉及一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉，其组成及重量百分数为：P2O51~30%、Bi2O310~50%、B2O31~10%、SiO21~15%、Al2O30~10%、ZnO0~10%、MnO20~10%、Fe2O30~5%，其中，Al2O3、ZnO、MnO2和Fe2O3含量不同时为0。与现有技术相比，本发明磷酸盐玻璃粉中MnO2组分可增加玻璃网络结构的强度和稳定性，Fe2O3组分的铁离子大多数可以八面体的结构单元作为网络结构的修饰体存在，抑制晶相的生成和析出，降低内部缺陷，使结构致密化，因此该玻璃粉与硅片的膨胀系数更为匹配，从而降低了太阳能电池翘曲度，提高了电池成片率。

权利要求

1.一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉，其特征在于：该磷酸盐玻璃粉的组成及其重量百分数为： P2O525~30%、Bi2O330~45%、B2O33~5%、SiO28~15%、Al2O38~10%、ZnO1~8%、MnO21~

6%、Fe2O31~4%；该磷酸盐玻璃粉中，所述MnO2 和Fe2O3的重量百分数总和为5~6%。

2.如权利要求1所述的磷酸盐玻璃粉，其特征在于：所述ZnO的重量百分数为2~4%。

3.如权利要求1所述的磷酸盐玻璃粉，其特征在于：所述MnO2的重量百分数为2~4%。

4.如权利要求1所述的磷酸盐玻璃粉，其特征在于：所述Fe2O3的重量百分数为2~3%。

说明书

一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电子材料技术领域，具体涉及一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉。

背景技术

[0002] 晶体硅太阳能电池作为一个新能源行业正以日新月异的速度发展。其中，其电极材料一般是利用银浆通过印刷在硅基板上，再通过烧结形成的，起到将太阳能电池产生的电能汇聚导出来的作用。银浆中的主要成分为银粉、玻璃粉、溶剂、有机载体等。其中，玻璃粉在银粉和硅片之间形成合金的过程中起到促熔的作用，使银和硅之间形成良好的欧姆接触。由于银浆的烧结发生到500℃以上高温环境下，因此玻璃粉的制备需要考虑和浆料烧结曲线的匹配性，除了在配方和工艺上的特殊性，还需要有合适的软化点、膨胀系数、粒度等。

[0003] 目前国内玻璃粉现有技术存在以下不足：(1)所制的电子浆料烧结后，和硅片的膨胀系数不匹配，收缩率大，引起太阳能电池翘曲度高，造成电池片成品率低。(2)所制的电子浆料烧结后和硅片的欧姆接触电阻大，因此造成太阳能电池的转化效率低。

[0004] 申请号为201110284958.4的中国专利公开了一种低熔点磷酸盐玻璃粉，其包括P2O5 0.1～30％、Bi2O3 10～40％、B2O3 0～9％、Al2O3 0～20％、SiO2 8～25％、CuO 0～5％、Li2O 0～9％、ZrO2 0～7％，其中下限为0的组分其下限不同时全部为0。该配方玻璃粉软化点为370～450℃，烧结后膨胀系数为4.1～5.2×10-6/℃，和硅片膨胀系数(3.5×10-6/℃)较为匹配，收缩率小，太阳能电池翘曲度小，电池成片率高。但是该玻璃粉的热膨胀系数与硅片的热膨胀系数还是有一定的差距。

发明内容

[0005] 本发明需要解决的技术问题在于提供一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉，其对环境友好，且软化点低，具有与硅片更为匹配的热膨胀系数。

[0006] 本发明需要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉，其组成及其重量百分数为：P2O51～30％、Bi2O310～50％、B2O31～10％、SiO21～15％、Al2O30～10％、ZnO0～10％、MnO20～10％、Fe2O30～5％，其中，Al2O3、ZnO、MnO2和Fe2O3含量不同时为0。

[0008] 作为本发明的改进方案，该磷酸盐玻璃粉的组成及其重量百分数为：P2O510～30％、Bi2O320～50％、B2O33～7％、SiO28～15％、Al2O38～10％、ZnO1～8％、MnO21～6％、Fe2O31～4％。

[0009] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述P2O5的重量百分数为25～30％。

[0010] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述Bi2O3的重量百分数为30～45％。

[0011] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述B2O3的重量百分数为3～5％。

[0012] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述ZnO的重量百分数为2～4％。

[0013] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述MnO2的重量百分数为2～4％。

[0014] 优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述Fe2O3的重量百分数为2～3％。

[0015] 进一步优选地，该磷酸盐玻璃粉中，所述MnO2和Fe2O3的重量百分数总和为5～6％。

[0016] 与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

[0017] 1、本发明太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉含有MnO2组分，其可增加玻璃网络结构的强度和稳定性，因为四价锰离子的存在使磷氧四面体之间的键强增大，部分结合力较弱且易溶的P-O键被四价锰离子取代，形成具有强耐侵蚀的P-O-Mn键，从而大大改善了磷酸盐玻璃的化学稳定性。

[0018] 2、本发明太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉含有Fe2O3组分，铁离子大多数可以八面体的结构单元作为网络结构的修饰体存在，抑制晶相的生成和析出，降低内部缺陷，使结构致密化。

[0019] 3、本发明太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉的玻璃转变温度为350～450℃，具有降-6低的玻璃转化温度；且烧结后热膨胀系数为3.8～4.5×10 /℃，收缩率小，与现有技术相比，本发明玻璃粉的膨胀系数与硅片的膨胀系数(3.5×10-6/℃)更为匹配，使得太阳能电池翘曲度更小，电池成片率更高。

[0020] 4、本发明太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉无铅，环境友好、符合环保要求。

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做进一步描述。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1～5

[0023] 本发明是一种太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉，其组成及其重量百分数见表1。

[0024] 其制备方法如下：

[0025] S1、将各原料按表1所述比例进行配料，经充分混合后，装入坩埚中，先在200～300℃的马弗炉中预热半小时，然后转移到1100～1300℃的高温电阻炉内加热0.5～2小时，形成均匀澄清的玻璃液。

[0026] S2、将熔制好的玻璃液在去离子水中水淬，待冷却后，将玻璃在70～110℃鼓风干燥。

[0027] S3、将干燥好的玻璃用直径20～30mm的大球磨珠，以100～150转/分的速度干磨0.5～2小时。

[0028] S4、将大磨球换成直径1～6mm的小球磨珠，加入乙醇等溶剂，以150～300转/分的速度球墨5～20小时。

[0029] S5、将球磨好的玻璃粉溶液经200～400目的钢丝网过滤。

[0030] S6、将过滤得到的玻璃粉在60～80℃鼓风干燥，便得到本发明所述的太阳能电池银浆用磷酸盐玻璃粉

[0031] 表1：