背面银浆用银粉对晶硅太阳电池性能的影响_甘卫平 (1)

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１１２２，ＧＡＮＷｅｉｉｎＰＡＮＱｉａｏｕｎＺＨＡＮＧＪｉｎｌｉｎＧＡＮＪｉｎｈａｏｐｇ，ｙｇ，ｇ
（，，１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈａｎｓｈａ４１００８３，ＣＨＮ；ｇｇｙｇ，，ｏｗｅｒ２．ＨｕｎａｎＶＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＴｅｃｈｎｏｌｏＣｏ．Ｌｔｄ．Ｃｈａｎｓｈａ４１０１００，ＣＨＮ）－ｐｇｙｇ
［２］
浆，它们均是由银粉、玻璃粉、有机载体以及其他添
３］。国内加剂按照一定比例组成的机械混合物浆料［
外关于正面银浆各组成相的性质对电池性能的影响
］４８－，和作用机理的研究十分活跃［然而对电池光电转
换效率同样密切相关的背面银浆的研究较少。本文旨在研究银粉的性质对背面银浆烧结厚膜重点研究银粉的和太阳电池光电性能的影响规律，形貌、分散性及振实密度对晶硅太阳电池背电极烧结膜及其光电性能的影响关系。
，其性能的优劣起着关键性的作用，因此，如
何利用高性能导电银浆提高太阳电池的光电转换效率，成为世界各国学者竞相研究的热点。太阳电池银浆按正反面电极的不同分为正面银浆和背面银
收稿日期：２０１４－０３－０６． ·１０１６·
２结果与讨论
２．１银粉形貌的影响２．１．１银粉形貌对烧结膜性能的影响银粉的形貌是银粉的一个重要特征，银粉形貌的不同，不仅影响导电性能，同时，银粉表面状态不同，在浆料合成时，还影响与载体的浸润性，进而影因此银粉形貌响银浆丝印性能和烧结厚膜的成膜，与电池的电性能有密切关系。）图１为三种不同形貌的银粉，图１（为化学还ａ）原法制取的球形和类球形银粉，图１（为化学还原ｂ）法通过控制反应参数制取的树枝形银粉，图１（为ｃ球形银粉通过球磨后制取的片状银粉。
行星式球磨机的不锈钢罐内装入体积约为罐体一半的银粉，按一定比例加入大小不一的氧化锆球，加乙／（盖紧并固定好球磨罐盖子；醇至罐体积的３４，２）／球磨罐以２取出球磨５０ｒｍｉｎ的转速球磨２０ｈ后，（）罐内的银粉，用水和乙醇分别洗涤３次；在６３０℃ 下进行干燥后，得到所需要的片状银粉。印刷与烧结１．３背面银浆的制备、将制备好的银粉与玻璃粉充分混合，待混合均匀后加入有机载体，银粉、玻璃粉、有机载体的质量分数比为６将三者混合物放入搅５％∶１０％∶２５％，拌机中搅拌均匀后，利用三辊研磨机进行研磨，研磨充分后即得背银浆料。一般浆料细度控制在１５μ ｍ ·ｓ。以下，粘度为１８０±２０Ｐａ背面电极的制备步骤是：将背银浆料充分搅拌后，在１通过丝５６ｍｍ×１５６ｍｍ的多晶硅片背面，网印刷机印刷出背电极图案，然后印刷背面铝浆，再在电池正面印刷正面银浆，随后将印刷后的太阳电池片置入红外烘干炉和烧结炉中烘干和烧结，待冷却后对其性能进行测试。烧结膜厚度为１５～２０
ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳｏｌ．３５Ｎｏ．６Ｖ
Ｄｅｃ．２０１４

材料、结构及工艺
ＥｆｆｅｃｔｏｆＳｉｌｖｅｒＰｏｗｄｅｒｆｏｒＢａｃｋＳｉｌｖｅｒＰａｓｔｅｏｎＰｒｏｅｒｔｉｅｓＯｆＣｒｓｔａｌｌｉｎｅＳｉｌｉｃｏｎＳｏｌａｒＣｅｌｌｓｐｙ
０引言
近年来，晶体硅太阳电池的大规模产业化大大促进了光伏领域的技术进步，该领域的技术发展趋势主要围绕大幅度降低成本和提高光电转换效率开起着展研究。太阳电池银浆作为太阳电池的电极，汇集电流、导出电流的作用，其性能好坏直接影响电池的光电转换效率，而银粉作为导电银浆的导电功能相
１１］。醇洗三次，制得球形银粉［６０℃ 干燥１２ｈ，１２］（机械球磨法［制备片状银粉的步骤为：将１）
背面电极宽度约为３ｍｍ。ｍ， μ １．４性能测试与表征借助ＦＥＩＱＵＡＮＴＡ２００型环境扫描电镜观察银粉的形貌和银浆烧结厚膜的微观组织；借助ＰＦ－分别用１００Ｂ型振实密度仪测试银粉的振实密度；ＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄＤＶｒｏ型粘度仪和ＱＸＤ刮板细度－ Ⅱ ＋ｐ利用Ｄ计测定浆料的粘度和细度；ＬＳＫ－ＦＸＪ７型太阳电池单片分选机测试电池的开路电压、短路电流、并联电阻、串联电阻、最大功率、最大功率时的电压和电流、填充因子，以及光电转换效率等光电性能。
背面银浆用银粉对晶硅太阳电池性能的影响
甘卫平１，潘巧赟１，张金玲２，甘景豪２
（）长沙４长沙４１．中南大学材料科学与工程学院，１００８３；２．湖南威能新材料科技有限公司，１０１００
摘要：研究了银粉的形分别采用液相化学还原法和机械球磨法制得球形银粉和片状银粉，分散性及振实密度对背面银浆烧结膜和电池光电性能的影响。结果表明：片状银粉制备的背银貌、浆料附着力最好、电池光电转换效率最高，球形银粉次之，树枝型银粉最差。高分散和高振实密度银粉能显著提高电池片的光电转换效率。关键词：银粉；背面银浆；烧结膜；附着力；光电转换效率（）中图分类号：ＴＮ３０３文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８６８２０１４０６－１０１６－０６
：ＡｂｓｔｒａｃｔｉｕｉｄｈａｓｅｃｈｅｍｉｃａｌｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｉｌｌｉｎｗｅｒｅｕｓｅｄｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌｔｏＬｑｐｇｐｙ，ｒｅａｒｅｓｈｅｒｉｃａｌｓｉｌｖｅｒｏｗｄｅｒａｎｄｆｌａｋｅｓｉｌｖｅｒｏｗｄｅｒ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｉｌｖｅｒｍｏｒｈｏｌｏｐｐｐｐｐｐｇｙｄｉｓｅｒｓｉｏｎａｎｄｔａｄｅｎｓｉｔｏｎｂａｃｋｓｉｌｖｅｒｓｉｎｔｅｒｆｉｌｍａｎｄｂａｔｔｅｒａｓｔｅｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｐｙｙｐｐｐａｎａｌｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｓｔｅａｎｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｒｅａｒｅｄｂｆｌａｋｅｓｉｌｖｅｒｏｗｎｔｈｅｗｅｒｅｙｐｐｐｙｂｅｓｔａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｈｉｈｅｓｔｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｓｓｈｅｒｉｃａｌｌａｎｄｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｇｙｐｐｏｗｄｅｒｔｈｅｗｏｒｓｔｉｓｄｅｎｄｒｉｔｉｃｓｉｌｖｅｒ．Ｈｉｈｄｉｅｓｅｒｓｉｏｎａｎｄｈｉｈｔａｄｅｎｓｉｔｏｆｓｉｌｖｅｒｃａｎｐｇｐｇｐｙｉｍｒｏｖｅｔｈｅｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ．ｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｐｐｙｇｙ：；；；；ｐＫｅｗｏｒｄｓｓｉｌｖｅｒｏｗｄｅｒｂａｃｋｓｉｌｖｅｒａｓｔｅｓｉｎｔｅｒｆｉｌｍａｄｈｅｓｉｏｎｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｐｐｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｙ
１实验
１．１实验原料与设备实验试剂与原料：硝酸银、抗坏血酸、氨水、硝
wenku.baidu.com
《半导体光电》２０１４年１２月第３５卷第６期
甘卫平等：背面银浆用银粉对晶硅太阳电池性能的影响
酸、柠檬酸三钠、无水乙醇及自制去离子水（电阻率；自制玻璃粉和有机载体，其制为１８．２５ＭΩ·ｃｍ）［］９１０－；备工艺见发明专利太阳电池正面银浆和背面；铝浆（湖南威能新材料科技有限公司提供）中国电子科技集团公１５６ｍｍ×１５６ｍｍ多晶硅片（。司第四十八研究所提供）实验设备：ＨＨ－Ｓ２Ｓ型数显恒温水浴锅、ＤＪ１Ｃ－２００型增力电动搅拌器、ＰＨＳ３Ｃ型ｐＨ计、ＷＧＬ－－２３０Ｂ型电热鼓风干燥箱、ＱＭ－１ＳＰ２型行星式球磨机、ＰＴＲ１５０型三辊研磨机、ＷＹ１７８型精密网版印－刷机及ＣＦＳＥＲＩＥＳ型Ｄｅｓａｔｃｈ烧结炉。－ｐ１．２银粉的制备采用化学还原法制备粒径均匀、分散性好的球形银粉，然后采用机械球磨法制备成振实密度高、分散性好的片状银粉。（）化学还原法制备球形银粉的步骤为：配制硝１酸银和柠檬三酸钠反应物溶液，加硝酸和氨水调节（配制抗坏血酸还原物溶液，加硝溶液的ｐＨ值；２）（）将反应物和还原物酸和氨水调节溶液的ｐＨ值；３（／溶液置于恒温水浴锅中；以６４）００ｒｍｉｎ的速度搅拌反应物溶液，待转速稳定后，迅速加入还原物溶（）液；反应充分完全后将银粉混合液用水洗三次、５