N型TOPCON晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉及其制备方法与流程

n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅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n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅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，原有的玻璃粉拉力较低，而且为了实现太阳能发电尽快平价入网，降低浆料印刷克重是降低成本的有效手段，但浆料印刷克重的降低也导致了拉力的进一步降低，本发明旨在解决由于低克重带来的拉力问题。

技术实现要素：

3.针对上述问题情况，本发明提供一种n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，解决传统的玻璃粉无法适应低克重工艺带来的拉力偏低问题。
4.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，玻璃粉本体包括如下重量百分比的各组分：10～60％pbo/pb2o3/pb3o4，0～10%teo2、1～20％bi2o3、1～30%b2o3、0.1～10%cao、0～3%ceo、0～10%sio
2 、0.1～15% (li2o+na2o+k2o)、5～60%拉力助剂，1～10%烧结性能调节助剂，所述玻璃粉本体与一定比例的白炭黑充分混合后得到正银主栅浆料用玻璃粉。
5.需要说明的是： pbo/pb2o3/pb3o4表示pbo、pb2o3、pb3o4中任意一种即可，本技术中加入pbo/pb2o3/pb3o4主要是为了主栅浆料提升拉力。li2o+na2o+k2o表示三种氧化物组合，可以为一种或几种氧化物。
6.作为进一步的技术方案，所述拉力助剂为v2o5、sb2o3、naf、lif、pbf2、alf3、tif4中的一种或两种以上任意比例混合物。所述拉力助剂主要作用是调节玻璃表面张力，改善玻璃润湿性，提高拉力。
7.作为进一步的技术方案，所述烧结性能调节助剂为tio2、mno2、wo3、ge2o3、fe2o3、zno、nio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，改善拉力。
8.作为进一步的技术方案，所述玻璃粉的tg温度为320℃～440℃、玻璃粉ts温度为480～580℃。
9.作为进一步的技术方案，所述玻璃粉将需将熔融细化后的玻璃粉本体与1%-5%白炭黑混合后得到正银主栅浆料用玻璃粉，加入白炭黑的目的是为了改善塑形，较少电流损失。
10.进一步的，所述玻璃粉的平均粒径为0.3～3微米，根据浆料不同的应用条件要求粒径需求会有调整。
11.本发明还提出了一种上述n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：（1）将玻璃粉本体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本体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，得到澄清的玻璃熔体；（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0.3～3微米；（6）将细化后的玻璃粉本体与白炭黑混合后得到正银主栅浆料用玻璃粉。
12.优选的，步骤（1）中搅拌混合时间为10～30分钟；步骤（2）中预烧温度为300～400℃，预烧时间为0.5-1小时；步骤（3）中高温熔炼温度为900～1200℃，保温时间为1～2小时。
13.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，步骤（6）中搅拌混合时间为5～10分钟。
14.有益效果通过本发明技术方案，可以适应topcon电池低克重印刷工艺，制得的玻璃粉制作的浆料能在750～850℃烧结，本发明使用pb-bi-b体系玻璃粉软化温度低，对硅片及银粉润湿性好，烧结后致密性好，进而提升电池片正面焊接拉力，而白炭黑的加入提高印刷线型高宽比，降低电流损失，同时白炭黑纳米级粒度远小于银粉粒径也可以在一定程度上提高浆料烧结后致密性，进而提升拉力，解决了降低浆料印刷克重后拉力不合格问题。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。
15.具体实施方式
16.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。
17.实施例1本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：52%pbo、10% teo2、13%bi2o3、10%b2o3、2%cao、1%ceo、2%sio2、0.5%li2o、5%v2o5、1%tif4、3% mno2、0.5%ge2o3，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，将制得玻璃粉外加1%白炭黑搅拌器中混合5分钟制得所需玻璃粉；按如下配方比例称取：银粉85%、玻璃粉1%，有机载体13.5%、分散剂0.5%，称好加入样品罐中手工预搅拌，然后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主栅银浆。该浆料
的粘度为160pa.s（25℃），测试的n型topcon电池片片数为500片，随机各抽取三片测试拉力及其老化拉力取平均值，对比产线（市购产品）结果，如表1所示。
18.实施例2本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：48%pb2o3、8% teo2、18%bi2o3、10%b2o3、2%cao、1%ceo、2%sio2、1%li2o、5%v2o5、1%tif4、3% mno2、1%ge2o3，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，将制得玻璃粉外加3%白炭黑搅拌器中混合5分钟制得所需玻璃粉；按如下配方比例称取：银粉85%、玻璃粉1%，有机载体13.5%、分散剂0.5%，称好好加入样品灌中手工预搅拌，然后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主栅银浆。该浆料的粘度为150pa.s（25℃），测试的n型topcon电池片片数为500片，随机各抽取三片测试拉力及其老化拉力取平均值，对比产线（市购产品）结果，如表1所示。
19.实施例3本实施例玻璃粉的组成及其重量百分比：44%pb3o4、6% teo2、15%bi2o3、20%b2o3、2%cao、1%ceo、2%sio2、0.5%li2o、5%v2o5、1%tif4、3% mno2、0.5%ge2o3，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，将制得玻璃粉外加4%白炭黑搅拌器中混合5分钟制得所需玻璃粉；按如下配方比例称取：银粉85%、玻璃粉1%，有机载体13.5%、分散剂0.5%，称好好加入样品灌中手工预搅拌，然后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主栅银浆。该浆料的粘度为155pa.s（25℃），测试的n型topcon电池片片数为500片，随机各抽取三片测试拉力及其老化拉力取平均值，对比产线（市购产品）结果，如表1所示。
20.（需要说明的是，实施例1-3中提到的有机载体为太阳能电池导电银浆领域常用的有机载体，属于现有技术工艺，此处不在详述，分散剂采用tdo）表1各实施例和对比产线例太阳能电池拉力性能拉力/n老化拉力/n产线2.481.99实施例12.812.42实施例23.022.60实施例33.112.94从电池片拉力测试结果可以看出，本体系玻璃粉制备的浆料拉力及老化拉力高，说明有效解决了浆料印刷低克重下拉力不合格的问题。综上，本发明中的玻璃粉适应topcon电池片低克重印刷工艺，有效提高了电池正面拉力。
21.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 n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，玻璃粉本体包括如下重量百分比的各组分：10～60％pbo/pb2o3/pb3o4，0～10%teo2、1～20％bi2o3、1～30%b2o3、0.1～10%cao、0～3%ceo、0～10%sio2、0～10%al2o3、0.1～15% (li2o+na2o+k2o)、5～60%拉力助剂，1～10%烧结性能调节助剂，所述玻璃粉本体与一定比例的白炭黑充分混合后得到正银主栅浆料用玻璃粉。2.根据权利要求1所述的一种 n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，所述拉力助剂为v2o5、sb2o3、naf、lif、pbf
2、
alf3、tif4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 n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，所述烧结性能调节助剂为tio2、mno2、wo3、ge2o3、fe2o3、zno、nio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n型topcon 晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，制得的玻璃粉需要再加入1%-5%白炭黑进行充分混合得到正银主栅浆料用玻璃粉。5.根据权利要求1所述的一种n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的tg温度为320℃～440℃、玻璃粉ts温度为480～580℃。6.根据权利要求1所述的一种 n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的平均粒径为0.3～3微米。7.一种如权利要求1-6任意一项所述的n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将玻璃粉本体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本体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，得到澄清的玻璃熔体；（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0.3～3微米；（6）将细化后的玻璃粉与白炭黑搅拌混合后得到正银主栅浆料用玻璃粉。8.根据权利要求7所述的一种n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅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10～30分钟；步骤（2）中预烧温度为300～400℃，预烧时间为0.5～1小时。9.根据权利要求7所述的一种n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅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。10.根据权利要求7所述的一种 n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅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；步骤（6）中搅拌混合时间为5～10分钟。

技术总结

本发明公开了一种N型TOPCON晶体硅太阳能电池正银主栅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：10～60％PbO/Pb2O3/Pb3O4，0～10%TeO2、1～20％Bi2O3、1～30%B2O3、0.1～10%CaO、0～3%CeO、0～10%SiO2、0.1～15%(Li2O+Na2O+K2O)、5～60%拉力助剂，1～10%烧结性能调节助剂。制得的玻璃粉再加入1%-5%白炭黑进行充分混合得到正银主栅浆料用玻璃粉，所得玻璃粉与硅片烧结后拉力高，制作的浆料能在750～850℃烧结，可解决N型TOPCON电池片正面主栅浆料由于降本需求而降低克重带来的拉力不足问题。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。适合工业化推广生产。