有机载体对太阳能电池正银浆料性能影响研究_甘卫平

第４２卷第８期２０１４年８月化　工　新　型　材　料

ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＶｏｌ．４２Ｎｏ．８

·１４１·

基金项目：湖南省科技重大专项（２００９ＦＪ１００２－

３）作者简介：甘卫平（１９５５－），男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为太阳能电池材料及电子与新能源功能材料。联系人：熊志军，硕士，研究方向为晶体硅太阳能电池电极材料。

有机载体对太阳能电池正银浆料性能影响研究

甘卫平　熊志军＊　罗　林　向　峰　潘巧赟　岳映霞

（中南大学材料科学与工程学院，长沙４１００８３

）摘　要　从硅太阳能电池正银浆料用有机载体的挥发性出发，

研究了５种常用有机溶剂的挥发性，选取松油醇、丁基卡必醇以及丁基卡必醇醋酸酯３种溶剂作为混合溶剂。以乙基纤维素为增稠剂制备有机载体，研究了其含量对正银浆料丝网印刷性能及光电转换性能的影响。以蓖麻油为触变剂，研究了其含量对丝网印刷烧结后细栅线电极高宽比以及光电转换效率的影响。结果表明：当乙基纤维素的含量为６％时，正银浆料的印刷性能最好，光电转换效率可达１７．７０７％；当蓖麻油的含量为３％时，所得细栅线的高宽比较高，光电转换效率为１７．７７５％。

关键词　有机载体，溶剂，增稠剂，触变剂，丝网印刷，高宽比，光电转换效率

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随着化石能源的日趋枯竭，

能源问题已成为影响人类生存和发展的制约因素。太阳能电池作为利用太阳能的方式之一，有望成为人类长远发展获取能源需求的重要方式。正银浆料作为硅太阳能电池正面金属化的材料，其由导电功能相

银粉、粘结相玻璃粉、无机添加剂以及有机载体所组成［

１－

２］。而有机载体一般由溶剂、增稠剂、触变剂以及其它助剂所组成

［３］

，其起到润湿和分散固体颗粒的作用。有机载体应满足

以下几种特征：挥发性，具有层次性而不是集中在某一小温度范围内，以避免集中挥发导致电极栅线出现孔隙和裂纹；粘度

要适中，保证浆料具有合适的流动性以利于丝网印刷［４］

，防止

出现断点、断线或流淌现象；触变性，印刷后浆料能够保持良好的形态，电极栅线能够获得较好的高宽比；润湿性，均匀的

分散粘结相和功能相而不出现团聚和沉淀［

５］

。本研究着重考察了几种常用有机溶剂的挥发特性，选出具有合适挥发性的混合有机溶剂搭配方式。以乙基纤维素为增稠剂，配制成有机载体和正银浆料，研究了其含量对浆料丝网印刷性能及光电转换性能的影响。另外还研究了蓖麻油为

触变剂，其含量对正银浆料丝网印刷烧结后正面细栅线电极高宽比及硅太阳能电池光电转换效率的影响。

１　实验部分

１．１　试剂与设备

试剂：

丁基卡必醇醋酸酯，柠檬酸三丁酯，丁基卡必醇，松油醇，乙二醇乙醚乙酸酯，乙基纤维素（１００ｃｐｓ），蓖麻油，银粉，玻璃粉，背面银浆，背面铝浆。

设备：ＹＰ５１０２型电子天平，ＷＧＬ－电热鼓风干燥箱，ＨＨ－１数显恒温水浴锅，ＤＪ１Ｃ型增力电动搅拌器，ＰＵＨＬＥＲ三辊研磨机，Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ黏度计，ＷＹ－１７８型精密网版印刷机，ＨＳＧ５５０２－０４０４型红外干燥炉，Ｄｅｓｐａｔｃｈ　ＣＦ－Ｓｅｒｉｅｓ红外烧结炉，太阳能电池片分选机。

１．２　溶剂挥发性实验

用电子天平分别称取３０ｇ的丁基卡必醇醋酸酯，柠檬酸三丁酯，丁基卡必醇，松油醇，乙二醇乙醚乙酸酯，分别放入到５个１

００ｍＬ的烧杯中，将装有溶剂的烧杯置入到鼓风干燥箱