一种TOPCon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉的制作方法

本发明涉及太阳能电池银浆用玻璃粉，尤其是涉及一种topcon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉。

背景技术：

1、激光辅助烧结技术又名激光增强接触优化（laser-enhanced contactoptimization(leco)），2016年由cell engineering gmbh公司申请专利用于回收修复欠烧结的perc电池。leco是一种先进的激光烧结技术，用于改善太阳能电池中金属电极与硅片之间的接触。

2、这个工艺过程发生在丝网印刷太阳能电池的快速燃烧过程之后，经过leco处理后，太阳能电池的接触电阻明显降低，即使在低掺杂的发射体上，也能形成接触。用于leco工艺的新浆料也显示出提高了开路电压以及短路电流的小幅度增加。

3、激光辅助烧结技术（leco）通过对电池片照射高强度激光，同时施加10v或以上的偏转电压，由此产生数安培的局部电流，显著降低金属与半导体之间的接触电阻，从而提高填充因子。leco适用于所有高温型烧穿银浆的烧结，因此对于perc、topcon以及bc电池均有应用潜力。

4、leco的关键是激发更多的自由电子以便银离子还原，topcon正面是空穴导电，在增加反向电压激发大量自由电子后，自由电子遇到电阻很大的纳米胶体银的玻璃层时产生瞬时热量高温（>840℃），使得银浆和硅形成共熔扩散，而当扩散接触形成电阻降低，则瞬时热量消失、温度降低，形成的银硅合金结接触质量高于银结晶，解决了topcon电池的正面接触，并使电池背面薄poly化难度降低。因此，相比perc，leco对topcon电池的转化效率提升加成更显著。根据cell engineering，leco能够助力topcon电池转化效率提升0.3%-0.6%。

5、目前市面上用于leco工艺的topcon正面银浆已能具备较高的开路电压及填充因子，但随着银浆的竞争日渐进入白热化，电池厂商除了关注电性能效率也更加关注产品长期使用过程的可靠性，电池在烧结激光之后的耐醋酸性能即是反映银浆可靠性的重要指标，目前市售大多数leco工艺的topcon正面银浆的醋酸衰减率接近70-80%远远高于电池厂商要求的20-40%衰减率。银浆的醋酸衰减率跟银浆中的无机玻璃粉有很大的关联性，因此开发具备高效率并且兼顾耐醋酸的玻璃粉对leco工艺的topcon正面银浆显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种topcon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉。本发明玻璃粉可以使电池正面银浆兼顾耐醋酸性能与优异的电性能。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明的第一个目的是提供一种topcon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉，以玻璃粉总量计，包括如下质量百分数的原料：2.0-10.0% zno，15.0-35.0% sio2，12.0-45.0% b2o3，8.0-29.0% bao，0.1-3.5% li2o，5.0-50.0% pbo，1.0-8.0% tio2，0.1-2.5% naf；tio2的用量与tio2和sio2用量和的比值为0.03-0.3；b2o3用量与pbo用量的比值为0.3-9。

4、在本发明的一个实施例中，所述topcon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉，以玻璃粉总量计，包括如下质量百分数的原料：6.0% zno，20.0% sio2，20.0% b2o3，15.0% bao，2.0%li2o，30.0% pbo，5.0% tio2，2.0% naf。

5、在本发明的一个实施例中，玻璃粉的玻璃化转变温度为400-550℃，软化温度为600-700℃。

6、在本发明的一个实施例中，玻璃粉的d50粒径为1.0-3.5μm，dmax粒径≤12μm。

7、在本发明的一个实施例中，玻璃粉的d50粒径为1.2-2.0μm，dmax粒径≤9μm。

8、本发明的第二个目的是提供一种topcon电池正面银浆用耐醋酸玻璃粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

9、（1）以玻璃粉总量计，将2.0-10.0% zno、15.0-35.0% sio2、12.0-45.0% b2o3、8.0-29.0% bao、0.1-3.5% li2o、5.0-50.0% pbo、1.0-8.0% tio2和0.1-2.5% naf混合，制得混合料；

10、（2）将混合料置于耐高温刚玉坩埚中，在马弗炉中加热熔化，制得高温玻璃熔液；

11、（3）将高温玻璃熔液倒入双辊轧片机中，急速冷却，轧制成玻璃片；

12、（4）将冷却后的玻璃片粉碎、过筛、研磨、烘干，制得所述玻璃粉。

13、在本发明的一个实施例中，步骤（1）中，混合采用5l的v型混料搅拌机，具体分两次混料工艺，先按配料单将比表面积较大的原料b2o3、li2o、tio2、zno混合半小时，再加入比表面积较小的原料pbo、bao、naf、sio2继续混合40min以达到充分混合的目的。

14、在本发明的一个实施例中，步骤（2）中，加热熔化的温度为1000-1400℃，时间为10-60min。

15、在本发明的一个实施例中，步骤（2）中，加热熔化时，马弗炉中的熔化峰值温度为1000-1200℃，保温时间20-40min；混合料在升温至800℃时使用高温铁钳夹住坩埚取出，使用高温玻璃板搅拌熔化的玻璃熔液，继续夹住坩埚送回马弗炉中升温至1000-1200℃达到峰值温度，使玻璃熔液均匀熔制不产生分层。

16、在本发明的一个实施例中，步骤（3）中，双辊轧片机通过通冷却水冷却。

17、在本发明的一个实施例中，步骤（4）中，使用粉碎机粉碎，过100-200目筛网；研磨采用行星球磨机湿法细磨，将细磨好的玻璃浆倒入304不锈钢铁盘中进入80℃烘箱烘干，然后过200目筛网，将未能粉碎的硬颗粒充分筛除，即得所述玻璃粉。

18、在本发明的一个实施例中，研磨的介质为无水乙醇，研磨的罐体及球珠均为氧化锆材质，氧化锆球珠规格是直径2mm。待研磨物料按200克称重，与氧化锆球珠和无水乙醇的质量比为2:4:1。

19、本发明玻璃粉用于制备适用于leco激光增强接触优化工艺的topcon电池正面银浆。

20、在本发明的一个实施例中，topcon电池正面银浆的组成为：上述玻璃粉3.0wt%、银粉88.6wt%、有机载体8.0wt%、有机助剂0.4wt%。

21、在本发明的一个实施例中，有机载体为乙基纤维素、羟乙基纤维素、丙烯酸树脂、松油醇、柠檬酸三丁酯、丁基卡必醇醋酸酯中的一种或多种。

22、在本发明的一个实施例中，有机助剂为聚酰胺钠、单油酸甘油酯、聚氧乙烯月桂醚中的一种或多种。

23、本发明有益的技术效果在于：

24、本发明玻璃体系中含较多的二氧化硅和二氧化钛，对玻璃耐醋酸性能有较大帮助，二氧化硅是玻璃形成体，二氧化硅的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质，所以以二氧化硅作为玻璃形成体引入玻璃成分中较氧化硼、五氧化二磷具备更好的抵抗醋酸侵蚀的能力，适量的二氧化硅提高玻璃软化温度对玻璃腐蚀电池表面也具有一定缓冲作用，提升开路电压。

25、本发明中氧化硼虽然不如二氧化硅的耐醋酸能力，但对降低玻璃软化温度提升n型topcon电池的接触性能却至关重要，由于电池p+半导体是硼掺杂，但浓度很低对银浆接触不利所有玻璃成分中的氧化硼的引入更有利于银硅合金的形成。

26、本发明玻璃组分中特别的引入较高含量的二氧化钛，二氧化钛可以作为网络中间体具备良好的化学稳定性，对玻璃抗醋酸侵蚀起到关键重要。