TOPCONN型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉及其制备方法与流程

topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉及其制备方法
技术领域
1.本发明属于太阳能光伏电池技术领域，具体涉及一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能电池组件是新能源产业中重要的产品之一。但随着新型topcon、hjt等新太阳能电池技术的快速发展，倒逼太阳能电池正银浆料必须做出技术改革的局面，而作为正银浆料关键原料的玻璃粉也必须与时俱进，匹配新型电池技术迫在眉睫，由于topcon技术对电池进行了双面钝化，也就是正面也有氮化硅及氧化铝膜，普通的玻璃粉不能很好蚀穿钝化膜，造成接触电阻变大，填充率低，电池效率降低。


技术实现要素：

3.针对上述问题情况，本发明提供一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，解决传统的玻璃粉无法适应topcon技术，不能很好地蚀穿钝化膜，造成接触电阻变大，填充率低，电池效率降低等技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，包括如下重量百分比的各组分：10～50％teo2、5～20％bi2o3、5～30％b2o3、1～10％cao、1～3％nio、1～10％sio2、0.1～15％(li2o na2o k2o)、10～60％腐蚀助剂，1～10％烧结性能调节助剂。
6.作为进一步的技术方案，所述腐蚀助剂为pbo、nah2po4、na2hpo4、kh2po4、k2hpo4、lih2po4、li2hpo4、nh4h2po4、(nh4)2hpo4、lif、pbf2中的一种或两种以上任意比例混合物；腐蚀助剂的主要作用在于730～820℃快速烧结温度下可以腐蚀硅片的氮化硅及氧化铝膜。
7.作为进一步的技术方案，所述烧结性能调节助剂为al2o3、tio2、mno2、alf3、tif4、ge2o3、fe2o3、zno中的一种或两种以上任意比例混合物，所述烧结性能调节助剂主要作用是调节玻璃烧结温度，提高玻璃化学稳定性，改善电池片衰减问题。
8.作为进一步的技术方案，所述玻璃粉的tg温度为260℃～340℃、玻璃粉ts温度为560～700℃。
9.进一步的，所述玻璃粉的平均粒径为0.5～2微米。
10.本发明还提出了一种上述topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：
11.(1)将玻璃粉的各组分按质量百分比称取后，放入搅拌器内混合搅拌；
12.(2)将混合均匀的玻璃粉原料放入铂金坩埚中，然后放入预烧设备内预烧；
13.(3)将预烧过的坩埚放入高温炉中，经过高温熔炼保温一段时间后，得到澄清的玻璃溶体；
14.(4)将玻璃熔体倒入对辊机冷轧，收集冷轧后的玻璃碎片；
15.(5)将玻璃碎片细化至平均粒径0.5～2微米。
16.优选的，步骤(1)中搅拌混合时间为10～20分钟；步骤(2)中预烧温度为250～450℃，预烧时间为1-2小时；步骤(3)中高温熔炼温度为900～1200℃，保温时间为1～2小时。
17.优选的，步骤(5)中采用球磨机湿法研磨或气流粉碎机对玻璃碎片进行细化。
18.有益效果
19.通过本发明技术方案，可以适应topcon工艺，制得的玻璃粉电阻率低、介电损耗小，能蚀穿n型晶体硅片的氮化硅和氧化铝膜，制作的浆料能在750～850℃烧结，在一定程度上降低了topcon电池片的接触电阻，提高了填充率，进而实现转化效率的提升，在一定程度上降低了topcon电池片的衰减问题。此外，本发明制备步骤简单，所需成本低，适合工业化推广生产、
具体实施方式
20.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1
22.本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：32％teo2、5％bi2o3、1％li2o、10％b2o3、5％zno、2％cao、1％nio、8％sio2、30％pbo、0.5％al2o3、1％kh2po4、1％mno2、3.5％pbf2，在搅拌器中混合10分钟，混合均匀后放入铂金坩埚中。将坩埚放入预烧设备中，将预烧设备升温至350℃下预烧1h，将预烧后的坩埚快速放入高温炉内1000℃下熔炼，保温1小时，得到澄清的玻璃熔体。将玻璃熔体放入对辊机冷轧，冷却后取出玻璃碎片，使用球磨机湿法研磨玻璃碎片至平均粒径为1.5微米；
23.按如下配方比例称取：银粉80％、玻璃粉5％、铝粉5％，有机载体9％、分散剂0.5％，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为100pa.s(25℃)，测试的topcon n型电池片片数为500片，对比产线(市购产品)结果，如表1所示。
24.实施例2
25.本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：40％teo2、5％bi2o3、1％k2o、15％b2o3、5％zno、2％cao、3％nio、1％sio2、20％pbo、1％al2o3、2％kh2po4、1％mno2、4％pbf2，在搅拌器中混合20分钟，混合均匀后放入铂金坩埚中。将坩埚放入预烧设备中，将预烧设备升温至350℃下预烧2h，将预烧后的坩埚快速放入高温炉内900℃下熔炼，保温2小时，得到澄清的玻璃熔体。将玻璃熔体放入对辊机冷轧，冷却后取出玻璃碎片，使用球磨机湿法研磨玻璃碎片至平均粒径为1.5微米；
26.按上述配方比例称取银粉80％、玻璃粉5％、铝粉5％，有机载体9％、分散剂0.5％，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为96pa.s(25℃)，测试的topcon n型电池片片数为500片，对比产线(市购产品)结果，如表1所示。
27.实施例3
28.本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：15％teo2、15％bi2o3、18％b2o3、2％li2o、4％zno、7％cao、1％nio、8％sio2、25％pbo、0.5％tio2、1％nah2po4、1％mno2、2.5％pbf2，在搅拌器中混合20分钟，混合均匀后放入铂金坩埚中。将坩埚放入预烧设备中，将预烧设备升温至450℃下预烧1h，将预烧后的坩埚快速放入高温炉内1200℃下熔炼，保温1小时，得到澄清的玻璃熔体。将玻璃熔体放入对辊机冷轧，冷却后取出玻璃碎片，使用球磨机湿法研磨玻璃碎片至平均粒径为0.5微米；
29.按上述配方比例称取银粉80％、玻璃粉5％、铝粉5％，有机载体9％、分散剂0.5％，其余为溶剂，在行星式搅拌机或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，经过400目网筛过滤，即可得到非常均匀的太阳能电池正面银浆。该浆料的粘度为98pa.s(25℃)，测试的topcon n型电池片片数为500片，对比产线(市购产品)结果，如表1所示。
30.表1 各实施例和对比产线例太阳能电池性能
[0031][0032]
从电池片电性能测试结果可以看出，本体系玻璃粉制备的浆料串联电阻低、填充率高，说明有效降低了接触电阻，提高了填充率，进而实现转换效率的提升。综上，本发明中的玻璃粉适应topcon工艺，在一定程度上提高了电池效率。
[0033]
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，其特征在于，包括如下重量百分比的各组分：10～50％teo2、5～20％bi2o3、5～30％b2o3、1～10％cao、1～3％nio、1～10％sio2、0.1～15％(li2o na2o k2o)、10～60％腐蚀助剂，1～10％烧结性能调节助剂。2.根据权利要求1所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，其特征在于，所述腐蚀助剂为pbo、nah2po4、na2hpo4、kh2po4、k2hpo4、lih2po4、li2hpo4、nh4h2po4、(nh4)2hpo4、lif、pbf2中的一种或两种以上任意比例混合物。3.根据权利要求1所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，其特征在于，所述烧结性能调节助剂为al2o3、tio2、mno2、alf3、tif4、ge2o3、fe2o3、zno中的一种或两种以上任意比例混合物。4.根据权利要求1所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的tg温度为260℃～340℃、玻璃粉ts温度为560～700℃。5.根据权利要求1所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的平均粒径为0.5～2微米。6.一种如权利要求1-5任意一项所述的topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将玻璃粉的各组分按质量百分比称取后，放入搅拌器内混合搅拌；(2)将混合均匀的玻璃粉原料放入铂金坩埚中，然后放入预烧设备内预烧；(3)将预烧过的坩埚放入高温炉中，经过高温熔炼保温一段时间后，得到澄清的玻璃溶体；(4)将玻璃熔体倒入对辊机冷轧，收集冷轧后的玻璃碎片；(5)将玻璃碎片细化至平均粒径0.5～2微米。7.根据权利要求6所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌混合时间为10～20分钟；步骤(2)中预烧温度为250～450℃，预烧时间为1-2小时。8.根据权利要求6所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤(3)中高温熔炼温度为900～1200℃，保温时间为1～2小时。9.根据权利要求6所述的一种topcon n型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的制备方法，其特征在于，步骤(5)中采用球磨机湿法研磨或气流粉碎机对玻璃碎片进行细化。

技术总结
本发明公开了一种TOPCON N型晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉及其制备方法，属于太阳能光伏电池技术领域，所述玻璃粉包括如下重量百分比的各组分：10～50％TeO2、5～20％Bi2O3、5～30％B2O3、1～10％CaO、1～3％NiO、1～10％SiO2、0.1～15％(Li2O Na2O K2O)、10～60％腐蚀助剂，1～10％烧结性能调节助剂。制得的玻璃粉电阻率低、介电损耗小，能蚀穿N型晶体硅片的氮化硅和氧化铝膜，制作的浆料能在750～850℃烧结，在一定程度上降低了TOPCON电池片的接触电阻，提高了填充率，进而实现转化效率的提升，在一定程度上降低了TOPCON电池片的衰减问题。此外，本发明制备步骤简单，所需成本低，适合工业化推广生产。合工业化推广生产。


技术研发人员：郭晓波 徐明义 杨磊 赵德平 罗倪
受保护的技术使用者：浙江晶科新材料有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/5/25