硅太阳能电池正面导电银浆及其制备方法、硅太阳能电池正面电极与流程

1.本技术属于硅太阳能电池领域，尤其涉及一种硅太阳能电池正面导电银浆及其制备方法，以及一种硅太阳能电池正面电极。


背景技术：

2.硅太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的半导体器件，它主要由正面导电电极、减反射层、pn结结构、支构面、硅衬底、背电极等构成。硅太阳能电池是目前使用较为成熟的太阳能转换为电能的应用技术，也成为了各国竞相研究的热点。硅太阳能电池的研究主要核心在于改善电池光电转换效率，在此背景下，各种不同制作工艺、设计结构和掺杂浓度的硅太阳能电池应运而生，常规多晶、多晶黑硅、多晶金刚线、常规单晶电池、perc单晶、se-perc单晶等。硅太阳能电池正面导电银浆是正面导电电极的重要材料，它对硅太阳能电池的输出功率具有重要影响。硅太阳能电池正面导电银浆通过丝网印刷的方式印刷于硅太阳能电池正面后，烧结处理形成接触良好的电极。不同的工艺对银浆性质的要求也呈现出较大的差异性，因此开发可适应各种工艺的结构的晶硅太阳能电池正面导电银浆具有重要意义。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种硅太阳能电池正面导电银浆及其制备方法，以及一种硅太阳能电池正面电极，旨在解决现有的太阳能电池正面导电银浆不能同时满足不同工艺需求的问题。
4.为实现上述申请目的，本技术采用的技术方案如下：
5.本技术第一方面提供一种硅太阳能电池正面导电银浆，以所述硅太阳能电池正面导电银浆的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列原料组分：
6.银粉
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70.0％-94.0％；
7.组合玻璃粉
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1％-8.0％；
8.有机载体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5.0％-30.0％；
9.所述组合玻璃粉包括前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉中的至少两种；其中，所述前反应玻璃粉和后反应玻璃粉中均含有te-o-te结构和te-o-si结构，且所述前反应玻璃粉中所述te-o-te结构的含量高于所述te-o-si结构的含量，所述后反应玻璃粉中所述te-o-te结构的含量低于所述te-o-si结构的含量。
10.本技术第二方面提供一种硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
11.按照第一方面提供的所述硅太阳能电池正面导电银浆的配方提供银粉、前反应玻璃粉、增粘玻璃粉、后反应玻璃粉和有机载体；
12.将前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉进行混合处理，得到组合玻璃粉；
13.将所述组合玻璃粉与所述银粉和所述有机载体混合并碾磨处理，制得硅太阳能电池正面导电银浆。
14.本技术第三方面提供一种硅太阳能电池正面电极的制备方法，包括如下步骤：
15.提供硅半导体元件，所述硅半导体元件一侧表面设置绝缘膜；
16.将第一方面提供的所述硅太阳能电池正面导电银浆或第二方面提供的所述方法制得的硅太阳能电池正面导电银浆上，烘干处理后，加热到700℃～950℃烧结；
17.冷却，得到所述硅太阳能电池正面电极。
18.本技术提供的硅太阳能电池正面导电银浆，其中的玻璃粉为组合玻璃粉，包含前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉。三种玻璃粉的玻璃结构不同，其性能也不相同，两种或两种以上玻璃粉彼此之间相互作用，提高了硅太阳能电池正面导电银浆的适应性。
19.具体的，一方面，前反应玻璃粉以te-o-te结构为玻璃主要结构体，该玻璃粉熔点较低，且在银浆烧结过程中与银粉发生较为强烈的反应，增强氧化熔入银的能力较强，从而能使导电银浆承载更多的银，进而提高使用该导电银浆的硅太阳能电池含银量。后反应玻璃以te-o-si结构为玻璃结构体，玻璃粉熔点适中，te-o-si结构相对te-o-te结构或si-o-si结构极性较大，因此，te-o-si结构中熔入的ag离子在温度降低时因作用力差异极易析出，从而有利于硅太阳能电池表面银的析出。前反应玻璃粉和后反应玻璃粉组合搭配，可以分别通过te-o-te结构和te-o-si结构增强银的熔入能力和促进熔入银的析出并提高其稳定性，既提高了银浆烧结过程中玻璃载入界面的银含量，同时又增强了烧结降温过程中析出的银纳米颗粒数量，降低了接触电阻，提高了光电转换效率。增粘玻璃粉在烧结前阶段粘度极大，流动较慢，但烧结中期和后期具有极强的助烧效果，可以降低不同玻璃粉混熔的影响，提高银浆烧结效果并得到致密的银层，避免多种玻璃粉组合对银栅线与硅太阳能电池界面的影响。另一方面，三种不同的玻璃粉可以提升银粉助烧效果，有利于银粉在表面析出并与还原的低熔点金属形成低熔点高强度合金，从而改善银粉间助烧致密性和断裂强度，提升硅太阳能电池正面导电银浆的焊接拉力。此外，三种玻璃粉的熔点差异，使玻璃粉在银浆烧结的不同阶段熔化，有利于各玻璃粉功能和烧结分层，提高了避免多种玻璃粉同时熔化烧结导致的偏差或变化。
20.综上，本技术提供的硅太阳能电池正面导电银浆可以很好地的平衡焊接拉力和光电转换效率的相互关系，确保了导电银浆拉力高的同时具有优异的光电转换效率，从而赋予其广泛的适应性，可以适应各种不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池。
21.本技术提供的硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，在将各玻璃粉混合后，与银粉和有机载体混合并碾磨处理后即可得到。该方法操作简单，具有较好的产品稳定性和可靠性。
22.本技术提供的硅太阳能电池正面电极的制备方法，将上文提供的硅太阳能电池正面导电银浆印刷在硅半导体元件一侧表面的绝缘膜即可，该方法操作简单，易于控制，且有利于提高电极产品的稳定性和可靠性。
具体实施方式
23.为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释
本技术，并不用于限定本技术。
24.本技术中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
25.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c，或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
26.应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
27.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
28.本技术实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本技术实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本技术实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
29.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本技术实施例范围的情况下，第一xx也可以被称为第二xx，类似地，第二xx也可以被称为第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
30.硅太阳能电池正面银浆在烧结过程中形成良好的接触效果，需要玻璃与银粉、玻璃与电池接触面形成优秀的导电通道，这就需要玻璃有一定的助烧性和腐蚀性。但是由于电池制作工艺和掺杂浓度的差异性，这就导致对玻璃的要求越来越高，开发具有较强适应性的玻璃体系或玻璃搭配体系来适应不同设计结构和掺杂浓度的硅太阳能电池具有重要的研究价值。有鉴于此，
31.第一方面，本技术实施例提供一种硅太阳能电池正面导电银浆，以硅太阳能电池正面导电银浆的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的下列原料组分：
32.银粉
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70.0％-94.0％；
33.组合玻璃粉
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0.1％-8.0％；
34.有机载体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5.0％-30.0％；
35.组合玻璃粉包括前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉中的至少两种；其中，前反应玻璃粉和后反应玻璃粉中均含有te-o-te结构和te-o-si结构，且前反应玻璃粉中te-o-te结构的含量高于te-o-si结构的含量，后反应玻璃粉中te-o-te结构的含量低于te-o-si结构的含量。
36.本技术实施例提供的硅太阳能电池正面导电银浆，其中的玻璃粉为组合玻璃粉，包含前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉。三种玻璃粉的玻璃结构不同，其性能也不相同，两种或两种以上玻璃粉彼此之间相互作用，提高了硅太阳能电池正面导电银浆的适
应性。
37.具体的，一方面，前反应玻璃粉以te-o-te结构为玻璃主要结构体，该玻璃粉熔点较低，且在银浆烧结过程中与银粉发生较为强烈的反应，增强氧化熔入银的能力较强，从而能使导电银浆承载更多的银，进而提高使用该导电银浆的硅太阳能电池含银量。后反应玻璃以te-o-si结构为玻璃结构体，玻璃粉熔点适中，te-o-si结构相对te-o-te结构或si-o-si结构极性较大，因此，te-o-si结构中熔入的ag离子在温度降低时因作用力差异极易析出，从而有利于硅太阳能电池表面银的析出。前反应玻璃粉和后反应玻璃粉组合搭配，可以分别通过te-o-te结构和te-o-si结构增强银的熔入能力和促进熔入银的析出并提高其稳定性，既提高了银浆烧结过程中玻璃载入界面的银含量，同时又增强了烧结降温过程中析出的银纳米颗粒数量，降低了接触电阻，提高了光电转换效率。增粘玻璃粉在烧结前阶段粘度极大，流动较慢，但烧结中期和后期具有极强的助烧效果，可以降低不同玻璃粉混熔的影响，提高银浆烧结效果并得到致密的银层，避免多种玻璃粉组合对银栅线与硅太阳能电池界面的影响。另一方面，三种不同的玻璃粉可以提升银粉助烧效果，有利于银粉在表面析出并与还原的低熔点金属形成低熔点高强度合金，从而改善银粉间助烧致密性和断裂强度，提升硅太阳能电池正面导电银浆的焊接拉力。此外，三种玻璃粉的熔点差异，使玻璃粉在银浆烧结的不同阶段熔化，有利于各玻璃粉功能和烧结分层，提高了避免多种玻璃粉同时熔化烧结导致的偏差或变化。
38.综上，本技术实施例提供的硅太阳能电池正面导电银浆可以很好地平衡拉力和光电转换效率的相互关系，确保了导电银浆拉力高的同时具有优异的光电转换效率，从而赋予其广泛的适应性，可以适应各种不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池。
39.具体的，本技术实施提供的硅太阳能电池正面导电银浆，银粉作为主要组分，是导电银浆中的关键性物质。本技术实施例中，银粉可以为微米级银粉，也可以为微米级纳米级混合银粉。在一些实施例中，银粉的粒径小于或等于5微米。本发明实施例中，银粉的重量百分含量为70.0％-94.0％，示例性的，银粉的重量百分含量可为70.0％、75.0％、80.0％、85.0％、90.0％、94.0％等具体份数。
40.本发明实施例中，硅太阳能电池正面导电银浆中的玻璃料用于刻蚀硅太阳能电池表面的减反射膜层，增加银离子的融入，并促使银粉与硅片形成良好的欧姆接触。为了提高硅太阳能电池正面导电银浆面对不同不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池的适应性，本技术实施例中的玻璃粉采用具有成分差异的至少两种玻璃粉形成组合玻璃粉，该组合玻璃粉包括前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉中的至少两种。本技术实施例通过前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉中的至少两种玻璃粉的相互配合，来提高硅太阳能电池正面导电银浆的综合性能。
41.本技术实施例中，前反应玻璃粉中同时含有te-o-te结构和te-o-si结构。应当理解的是，本技术实施例中的“te-o-te结构”、“te-o-si结构”并不是指代物质的分子式，只是物质中含有对应原子连接关系的局部微观结构。示例性的，“te-o-te结构”仅表示一个o原子同时与两个te原子连接形成的结构，并不指代te原子只与一个o原子相连；类似的，“te-o-si结构”仅表示一个o原子同时与一个te原子和一个si原子连接形成的结构，并不指代te原子和si原子只与一个o原子相连。
42.本技术实施例中，前反应玻璃粉中te-o-te结构的含量高于te-o-si结构的含量，
并以te-o-te结构为玻璃主要结构体，由此形成的玻璃粉熔点偏低，更重要的是，该玻璃粉在银浆烧结过程中与银粉发生较为强烈的反应，增强氧化熔入银的能力较强，从而能使导电银浆承载更多的银，进而提高使用该导电银浆的硅太阳能电池接触层界面的含银量。
43.在一些实施例中，前反应玻璃粉中的元素包括te、li、na、k、zn、ca、pb、si、mg、cu、ag、w、bi，且以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，前反应玻璃粉中，teo2、li2o和pbo的摩尔百分含量如下：
44.teo2ꢀꢀ
30.0％-70.0％；
45.li2o
ꢀꢀ
0-30.0％；
46.pbo
ꢀꢀ
0-50.0％。
47.上述前反应玻璃，一方面，与银接触后氧化熔入银的能力较强，从使导电银浆承载更多的银，以提高使用该导电银浆的硅太阳能电池含银量；另一方面，具有上述成分和含量特征的前反应玻璃粉在烧结前阶段与银粉作用，微弱刻蚀硅太阳能电池表面，并在银浆烧结后阶段与后反应玻璃粉作用降低对硅衬底的腐蚀效果，避免了过腐蚀。
48.该实施例中，前反应玻璃粉中除了含有teo2、li2o和pbo外，还含有其他元素形成的氧化物，即第一其他氧化物，第一其他氧化物至少包括na、k、zn、ca、si、mg、cu、ag、w、bi中的至少一种形成的氧化物。以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，第一其他氧化物的摩尔百分含量之和为0～40％。应当理解是，li2o、pbo和第一其他氧化物的含量不能同时为0。
49.本技术实施例中，后反应玻璃粉中同时含有te-o-te结构和te-o-si结构，且te-o-te结构的含量低于te-o-si结构的含量。由此得到的后反应玻璃粉，以te-o-si结构为玻璃主要结构体，一方面，玻璃粉熔点适中，高于前反应比例分的熔点。而两者熔点的差异，有效实现了两者功能的分开，从而避免银层烧结不充分，有效提高了烧结效果。另一方面，te-o-si结构相对te-o-te结构或si-o-si结构极性较大，因此，te-o-si结构中熔入的ag离子在温度降低时因作用力差异极易析出，从而有利于硅太阳能电池表面银的析出，进而形成优秀的欧姆接触。
50.在一些实施例中，后反应玻璃粉中的元素包括si、li、na、k、zn、ca、pb、te、bi、tl、cu、w、mo、mg、b，且以后反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，后反应玻璃粉中，sio2、pbo、teo2和li2o的摩尔百分含量如下：
[0051][0052]
上述后反应玻璃，一方面，有利于熔入前反应玻璃粉中银的析出，从而在硅太阳能电池表面银形成致密的银层，改善欧姆接触；另一方面，后反应玻璃粉在烧结前阶段主要刻蚀电池表面的减反射膜层。
[0053]
该实施例中，后反应玻璃粉除了含有sio2、pbo、teo2和li2o外，还含有其他元素形成的氧化物，即第二其他氧化物，第二其他氧化物至少包括na、k、zn、ca、bi、tl、cu、w、mo、
mg、b中的至少一种形成的氧化物。以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，第二其他氧化物的摩尔百分含量之和为0～20％。应当理解是，sio2、pbo、teo2和li2o和第二其他氧化物的含量不能同时为0。
[0054]
在一些实施例中，组合玻璃粉为前反应玻璃粉和后反应玻璃粉组合形成的玻璃粉。
[0055]
在一些实施例中，组合玻璃粉为前反应玻璃粉和后反应玻璃粉组合形成的玻璃粉，且前反应玻璃粉中的元素包括te、li、na、k、zn、ca、pb、si、mg、cu、ag、w、bi，且以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，前反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0056][0057]
后反应玻璃粉中的元素包括si、li、na、k、zn、ca、pb、te、bi、tl、cu、w、mo、mg、b，且以后反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，后反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0058][0059]
由此形成的组合玻璃粉，前反应玻璃粉可以促进银的熔入并提高熔入银的稳定性，后反应玻璃粉可以提高熔入后的银的析出，两者组合搭配，既提高了银浆烧结过程中玻璃粉载入界面的银含量，同时又增强了烧结降温过程中析出的银纳米颗粒数量，并且在烧结后阶段与前反应玻璃作用促使形成优秀的欧姆接触，降低了接触电阻，提高了光电转换效率。此外，上述两者玻璃粉之间存在熔点和熔化后流动性的差异，有效能够在银浆烧结的过程中，在不相互干扰的前提下，实现两者的充分烧结，从而实现两者功能的分开。
[0060]
本技术实施例中，增粘玻璃粉在烧结前阶段粘度极大，流动较慢，同时烧结中期和后期具有极强的助烧效果和较弱的腐蚀性，因此可以提高银浆烧结成银层的致密性，降低对前反应和后反应玻璃的作用以及对接触效果的影响。
[0061]
在一些实施例中，增粘玻璃粉中，以增粘玻璃粉中元素氧化物摩尔总量为100％计，金属元素氧化物的摩尔百分含量之和大于或等于60％。在这种情况下，金属氧化物在银浆烧结过程中与残留的有机载体相互作用，还原成对应的金属微颗粒，这些金属微颗粒与银粉颗粒作用形成银合金，起到助烧银层的作用。高金属氧化物含量的增粘玻璃易还原出低熔点金属，可以很好与银粉作用在银粉表面形成低熔点高强度合金，改善银粉间助烧致
密性和断裂强度。
[0062]
在一些实施例中，增粘玻璃粉中的元素包括w、bi、li、na、k、si、zn、ca、pb、te、mg、ge，且以增粘玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，增粘玻璃粉中，wo3、bi2o3、li2o、pbo和teo2的摩尔百分含量如下：
[0063][0064][0065]
该实施例中，一方面，增粘玻璃粉含有含量较高的wo3和bi2o3，大量的w-o结构和bi-o结构，赋予增粘剥离较高的熔点较高。当组合玻璃粉中含有增粘玻璃粉时，增粘玻璃粉与前反应玻璃粉和/或后反应玻璃粉之间形成熔点差异，从而实现两者或三者的功能和烧结分层，使各成分间在不同阶段相互作用制约，避免了单一玻璃烧结窗口过窄导致玻璃粉功能混乱，进而影响各玻璃粉作用效果的问题。另一方面，上述增粘玻璃粉中的网络中间体和结构外体多为金属氧化物，在银浆烧结过程中这些金属氧化物组成易与残留的有机载体相互作用，还原成对应的金属微颗粒，而金属微颗粒再与银粉颗粒作用形成银合金，起到助烧银层的作用。特别的，当组合玻璃粉中同时含有前反应玻璃粉和后反应玻璃粉时，本技术实施例加入上述增粘玻璃粉来提高对银层的烧结效果，避免银层烧结会出现不充分的问题。
[0066]
该实施例中，增粘玻璃粉中除了含有wo3、bi2o3、li2o、pbo和teo2外，还含有其他元素形成的氧化物，即第三其他氧化物，第三其他氧化物至少包括na、k、si、zn、ca、mg、ge中的至少一种形成的氧化物。以增粘玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，第三其他氧化物的摩尔百分含量之和为0～20％。应当理解是，wo3、bi2o3、li2o、pbo、teo2和第三其他氧化物的含量不能同时为0。
[0067]
在一些实施例中，组合玻璃粉为前反应玻璃粉和增粘玻璃粉组合形成的玻璃粉，且前反应玻璃粉中的元素包括te、li、na、k、zn、ca、pb、si、mg、cu、ag、w、bi，且以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，前反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0068][0069][0070]
增粘玻璃粉中的元素包括w、bi、li、na、k、si、zn、ca、pb、te、mg、ge，且以增粘玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，增粘玻璃粉中，wo3、bi2o3、li2o、pbo和teo2的摩尔百分含量如下：
[0071][0072]
增粘玻璃粉和前反应玻璃粉组合，可以提高银浆的载银量，提升银粉助烧效果，有利于银粉在表面析出并与还原的低熔点金属形成低熔点高强度合金，从而改善银粉间助烧致密性和断裂强度，提升硅太阳能电池正面导电银浆的平衡焊接拉力。
[0073]
在一些实施例中，组合玻璃粉为后反应玻璃粉和增粘玻璃粉组合形成的玻璃粉，且增粘玻璃粉中的元素包括w、bi、li、na、k、si、zn、ca、pb、te、mg、ge，且以增粘玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，增粘玻璃粉中，wo3、bi2o3、li2o、pbo和teo2的摩尔百分含量如下：
[0074][0075]
后反应玻璃粉中的元素包括si、li、na、k、zn、ca、pb、te、bi、tl、cu、w、mo、mg、b，且以后反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，后反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0076][0077]
增粘玻璃粉和后反应玻璃粉组合，可以提升银粉助烧效果，有利于银粉在表面析出并与还原的低熔点金属形成低熔点高强度合金，从而改善银粉间助烧致密性和断裂强度，提升硅太阳能电池正面导电银浆的平衡焊接拉力。
[0078]
在一些实施例中，组合玻璃粉为前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉组合
形成的玻璃粉。其中，前反应玻璃粉中的元素包括te、li、na、k、zn、ca、pb、si、mg、cu、ag、w、bi，且以前反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，前反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0079][0080]
后反应玻璃粉中的元素包括si、li、na、k、zn、ca、pb、te、bi、tl、cu、w、mo、mg、b，且以后反应玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，后反应玻璃粉中，下述各组分的摩尔百分含量如下：
[0081][0082][0083]
增粘玻璃粉中的元素包括w、bi、li、na、k、si、zn、ca、pb、te、mg、ge，且以增粘玻璃粉中氧化物的总摩尔量为100％计，增粘玻璃粉中，wo3、bi2o3、li2o、pbo和teo2的摩尔百分含量如下：
[0084][0085]
该实施例中，各种玻璃粉在玻璃熔点上玻璃结构和组成差异较大(主要核心元素也存在较大差异)，且具有差异性，加之增粘玻璃粉能够提高对银层的烧结效果，因此在银浆烧结成银层的过程中，可以避免烧结现不充分的问题，避免各玻璃粉混熔对银层烧结造成的不利影响，从而使得三种不同的玻璃粉在不同的烧结阶段发挥不同的作用，在较好助烧银粉确保焊接拉力较好的同时，保证了很好的接触效果，提高了电池的输出功率。具体的，前反应玻璃在烧结前阶段与银粉作用，微弱刻蚀电池表面，并在烧结后阶段与后反应玻璃作用降低对硅衬底的腐蚀效果，避免了过腐蚀；后反应玻璃在反应的烧结前阶段主要刻蚀电池表面，并且在烧结后阶段与前反应玻璃作用促使形成优秀的欧姆接触；增粘玻璃在
烧结中期和后期具有极强的助烧效果和较温和的腐蚀性，因此确保了银层烧结的致密性的同时避免了对银栅线与硅电池界面的影响。
[0086]
不同工艺电池片因结构和掺杂浓度差异，导致对玻璃的腐蚀和接触要求存在差异，本技术实施例提供的组合玻璃粉可以采用前反应玻璃粉和后反应玻璃粉相互作用改善欧姆接触，还可以通过改变不同玻璃粉之间的比例关系来改善腐蚀程度，从而使得到的硅太阳能电池正面导电银浆广泛使用于不同工艺的硅太阳能电池。
[0087]
本技术实施例中，组合玻璃粉的重量百分含量为0.1％-8.0％，示例性的，组合玻璃粉的重量百分含量可为0.1％、0.5％、1.0％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％等具体份数。
[0088]
本发明实施例中，有机载体主要用于调节银浆的印刷性。有机载体的质量好坏直接决定了硅太阳能电池正面导电银浆的丝网印刷效果，因此稳定可靠的有机载体是晶硅太阳能电池正面电极形成的前提条件。在一些实施例中，有机载体包括有机溶剂、树脂、增稠剂和含钠的有机稳定抗凝剂。其中，含钠的有机稳定抗凝剂的有机链端与有机溶剂相溶性较好，且含钠的有机稳定抗凝剂可游离na

离子，这些na

离子可以降低有机溶剂的凝固点和有机溶剂的常温挥发性，从而提高硅太阳能电池导电银浆的稳定性，拓宽银浆稳定工作的温度和湿度范围，由此得到的银浆即便在温度或湿度波动时仍然具有较好的稳定性和合适的粘度，避免银浆存储运输对印刷性能的影响。
[0089]
在一些实施例中，以有机载体的总重量为100％计，含钠的有机稳定抗凝剂的质量百分含量为0.1％-10.0％。在这种情况下，含钠的有机稳定抗凝剂能够提高硅太阳能电池正面导电银浆在温差环境和湿度差环境中的稳定性，而且含量合适，不会影响银浆的其他性能。
[0090]
在一些实施例中，有机载体中可以含有一种含钠的有机稳定抗凝剂，也可以含有两种或两种以上的含钠的有机稳定抗凝剂。在一些实施例中，含钠的有机稳定抗凝剂选自柠檬酸钠、十二烷基苯磺酸钠羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠十二烷基硫酸钠、羧甲基淀粉钠、苯酚钠、硬脂酸钠中的至少一种。
[0091]
本技术实施例提供的硅太阳能电池正面导电银浆，焊接拉力高的同时具有优异的光电转换效率。由于银浆能够较好地平衡焊接拉力和光电转换效率的相互关系，因此其具有广泛的适应性，可以适应各种不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池，还可以很好适应因气温或湿度变化导致银浆印刷性变差的问题。
[0092]
本技术实施例提供的硅太阳能电池正面导电银浆，可以通过下述方法制备获得。
[0093]
相应的，第二方面，本技术实施例提供一种硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
[0094]
s01.按照第一方面提供的硅太阳能电池正面导电银浆的配方提供银粉、前反应玻璃粉、增粘玻璃粉、后反应玻璃粉和有机载体；
[0095]
s02.将前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉进行混合处理，得到组合玻璃粉；
[0096]
s03.将组合玻璃粉与银粉和有机载体混合并碾磨处理，制得硅太阳能电池正面导电银浆。
[0097]
本技术实施例提供的硅太阳能电池正面导电银浆的制备方法，在将各玻璃粉混合
后，与银粉和有机载体混合并碾磨处理后即可得到。该方法操作简单，更重要的是，由此得到的硅太阳能电池正面导电银浆，具有广泛的适应性，可以适应各种不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池。
[0098]
上述步骤s01中，硅太阳能电池正面导电银浆的配方如上文，为了节约篇幅，此处不再赘述。
[0099]
上述步骤s02中，将前反应玻璃粉、增粘玻璃粉和后反应玻璃粉进行混合处理，使各玻璃粉在导电银浆中均匀分布。
[0100]
在一些实施例中，前反应玻璃粉、增粘玻璃粉、后反应玻璃粉的制备方法为：
[0101]
称取各玻璃粉的原料前驱体，分别将前反应玻璃粉的原料前驱体、增粘玻璃粉的原料前驱体和后反应玻璃粉的原料前驱体混合处理后，依次进行高温快熔、水淬、烘干、粉碎处理，分别得到前反应玻璃粉、增粘玻璃粉、后反应玻璃粉，其中，高温快熔的温度为1000℃～1200℃，时间为3min～24min。在这种情况下，得到的各玻璃粉物理性能及成分组成一致性好，有利于提高银浆的焊接拉力。
[0102]
在一些实施例中，有机载体的制备方法为：
[0103]
按质量比为(7.5～9.5)：(0.5～2.5)的比例将有机溶剂分为第一有机溶剂和第二有机溶剂，将树脂、增稠剂、含钠的有机稳定抗凝剂和第一有机溶剂混合处理后，加入有机溶剂再次混合处理，得到有机载体。在这种情况下，将有机溶剂分批添加，可以提高有机载体中各成分的分散均匀性。
[0104]
第三方面，本技术实施例提供一种硅太阳能电池正面电极的制备方法，包括如下步骤：
[0105]
e01.提供硅半导体元件，硅半导体元件一侧表面设置绝缘膜；
[0106]
e02.将第一方面提供的硅太阳能电池正面导电银浆或第二方面提供的方法制得的硅太阳能电池正面导电银浆上，烘干处理后，加热到700℃～950℃烧结；
[0107]
e03.冷却，得到硅太阳能电池正面电极。
[0108]
本技术实施例提供的硅太阳能电池正面电极的制备方法，将上文提供的硅太阳能电池正面导电银浆印刷在硅半导体元件一侧表面的绝缘膜即可，该方法操作简单，易于控制。更重要的是，由于采用上文的硅太阳能电池正面导电银浆，因此，该方法可以适应各种不同工艺制备的以及不同类型的硅太阳能电池正面电极的制备。
[0109]
本技术实施例中，硅半导体元件的结构没有限定，在一些实施例中，绝缘膜为氮化硅、氧化钛、氧化铝、氧化硅中一种或两种以上形成的叠加层。
[0110]
下面结合具体实施例进行说明。
[0111]
1、组合玻璃粉的制备：
[0112]
分别取表1中前反应玻璃粉a1-5、增粘玻璃粉b1-5、后反应玻璃粉c1-5所示含量的玻璃原料，分别将a1-5、b1-5、c1-5中的各玻璃原料进行混合，在温度为1150℃的条件下熔制30min后倒入冷水桶水淬，过滤出水淬玻璃渣进行烘干处理，经过粉碎，分别得到前反应玻璃粉a1-5、增粘玻璃粉b1-5和后反应玻璃粉c1-5；
[0113]
将前反应玻璃粉a1-a5、增粘玻璃粉b1-b5和后反应玻璃粉c1-c6按表2所示质量比例混合，得到组合玻璃粉d1-d8。
[0114]
表2中，玻璃编号/质量混合比例是指对应编号的玻璃所占的质量份数，以d1为例，
其表示：编号分别为a2、b3、c2的玻璃粉，按照质量比为1:1:2混合得到的组合玻璃粉。
[0115]
表1
[0116][0117]
表2
[0118]
组合玻璃编号a玻璃编号/质量混合比例b玻璃编号/质量混合比例c玻璃编号/质量混合比例d1a2/1b3/1c2/2d2a5/1 c1/4d3a1/1 c5/5d4a3/1b4/4c4/1d5a3/1b4/3 d6 b2/2c6/3d7a6/1b1/10c5/4d8a4/1b5/1c3/8d9a4/3b5/1c3/3
[0119]
2、有机载体的制备：
[0120]
将树脂、增稠剂、下表3所示类型和含量的含钠的有机物稳定抗凝剂以及质量百分含量为90％的有机溶剂(即第一有机溶剂)混合搅拌均匀后，再加入-10％的有机溶剂(即第二有机溶剂)，再次搅拌均匀，分别得到编号为e1-e6的有机载体。
[0121]
表3
[0122][0123]
实施例1-10
[0124]
一种硅太阳能电池正面银浆，其制备方法如下：
[0125]
以银浆总质量为400g计，称取表4所示的原料类型和含量取银粉、玻璃粉和有机载
体，混合处理后进行三辊碾磨，分别制备得到编号为f1-f10的导电银浆。
[0126]
对比例1-5
[0127]
一种硅太阳能电池正面银浆，其制备方法如下：
[0128]
以银浆总质量为400g计，称取表4所示的原料类型和含量取银粉、玻璃粉和有机载体，混合处理后进行三辊碾磨，分别制备得到编号为x1-5的导电银浆。
[0129]
表4
[0130][0131]
测试例1
[0132]
将实施例1-2、对比例1-2制得的硅太阳能电池正面银浆在表5的印刷处理条件下进行印刷，每组设置4组平行试验，印刷结果如下表5所示。
[0133]
表5
[0134]
[0135][0136]
由表5可见，实施例1-2(编号f1-f2)和对比例1(编号x1)制备得到的硅太阳能电池正面银浆基本无断栅，具有较好的印刷效果；而对比例2(编号x2)制备得到的硅太阳能电池正面银浆对应的银浆，铺印差，断栅多，甚至不能印刷。这归因于：编号x2对应的银浆中，不含有含钠的有机稳定抗凝剂，可见，含有含钠的有机稳定抗凝剂能够提高硅太阳能电池正面银浆的印刷效果。
[0137]
测试例2
[0138]
在硅半导体元件绝缘膜一侧表面印刷实施例1-10和对比例1-5制得的硅太阳能电池正面银浆，烧结处理形成银层，得到的硅太阳能电池。测试得到的硅太阳能电池的光电转换效率和焊接拉力以及不同工艺电池片上el测试结果，结果如表6所示。
[0139]
表6
[0140]
银浆编号电池类型el状况光电转化效率焊接拉力x1常规单晶无el黑斑19.82％2.65nf1常规单晶无el黑斑19.88％2.72nf2常规单晶无el黑斑19.90％2.70nx2常规单晶无el黑斑19.85％2.05nx3常规单晶el黑斑9.02％3.95nx4常规单晶无el黑斑19.80％1.95nx5常规单晶无el黑斑19.85％2.05nf3常规单晶无el黑斑19.96％2.80nf4常规单晶无el黑斑19.86％3.77nf6常规单晶无el黑斑19.84％2.23nf7常规单晶无el黑斑19.93％2.89n
f8常规单晶无el黑斑19.91％3.13nf9常规单晶无el黑斑19.88％2.93nx1多晶黑硅无el黑斑18.52％1.82nf1多晶黑硅无el黑斑18.56％1.96nf2多晶黑硅无el黑斑18.66％1.97nx2多晶黑硅无el黑斑18.56％1.51nx3多晶黑硅el黑斑10.77％3.17nx4多晶黑硅无el黑斑18.51％1.95nx5多晶黑硅无el黑斑18.53％1.41nf1perc单晶无el黑斑21.76％2.36nf2perc单晶无el黑斑21.83％2.55nx2perc单晶边缘雾状黑斑18.72％2.32nx3perc单晶el黑斑3.02％4.23nx4perc单晶无el黑斑21.58％1.89nx5perc单晶大面积el黑斑19.55％1.39nf1se-perc单晶无el黑斑22.12％2.38nf2se-perc单晶无el黑斑22.17％2.52nx2se-perc单晶el黑斑21.88％2.35nx3se-perc单晶el黑斑3.02％3.98nx4se-perc单晶点状el黑斑21.58％1.58nx5se-perc单晶雾状el黑斑19.55％1.73nf5se-perc单晶无el黑斑22.09％2.94nf10se-perc单晶无el黑斑22.21％2.74n
[0141]
由表6可见，采用组合玻璃粉制备的导电银浆(f1-10、x1)印制并烧结形成银层，电池片el测试无el黑斑；且得到的各类太阳能电池，兼具较好的光电转化效率和焊接拉力，能够适用于各种不同工艺的硅太阳能电池的使用要求。而采用单一玻璃粉x2-x5制备的导电银浆x2-x5印制并烧结形成银电极，在制作常规单晶硅太阳能电池时，得到的太阳能电池焊接拉力或光电转化效率偏小，有的甚至产生黑斑，无法使用；在制作多晶硅太阳能电池时，得到的太阳能电池焊接拉力较小，光电转化效率或焊接拉力也偏低，有的甚至产生黑斑，无法使用；在制作perc单晶硅太阳能电池时，得到的太阳能电池光电转化效率较小，且银层表面有边缘雾状黑斑；在制作se-perc单晶硅太阳能电池时，光电转化效率或焊接拉力低，且银层表面有点状黑斑，se-perc单晶硅太阳能电池不能使用。
[0142]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。