太陽能電池正面電極用銀漿

百度文庫-百度文庫-好好學(xué)習(xí)，天天向上#程中，只有較少的銀在硅表面重結(jié)晶，歐姆接觸區(qū)域減少，接觸電阻增大。粒徑分布過寬會導(dǎo)致燒結(jié)后組織不均勻，影響電池性能。（2）形貌銀粉形貌有球狀、片狀、絮狀等，太陽能漿料用銀粉一般要求是球狀或類球狀。雖然片狀銀粉之間的接觸是面與面的接觸，接觸面積大，有利于減小電阻，但會影響漿料的印刷性能，故一般是將少量片狀銀粉與球狀銀粉混合使用，不單獨使用。（3）比表面積比表面積除于粒徑大小有關(guān)以外，還與其表面形貌有關(guān)。比表面積過大或過小會相應(yīng)的使比表面能過高或過低，影響燒結(jié)后的性能（具體情況與粒徑大小分析中關(guān)于比表面能的影響相同）。有美國專利將比表面積為~m2/g的銀粉制備的銀漿與比表面積大于m2/g的銀粉制備的銀漿進行比較，結(jié)果表明，由前者制備的電池的串聯(lián)電阻比后者的低，光電轉(zhuǎn)化率提高。（4）振實密度太陽能電池漿料用銀粉要求較高的振實密度（＞3g/cm3），振實密度過小時，燒結(jié)后收縮大，容易導(dǎo)致斷裂，產(chǎn)生空洞等。（5）純度一般要求銀粉純度＞99%，若能滿足使用要求，其他純度的也可使用。2、制備雖然制備超細(xì)銀粉的方法有很多，如振動球磨法、熱分解法、水霧化法、濺射法等。但為了能適應(yīng)太陽能電池的工業(yè)化生產(chǎn)，在選擇漿料用銀粉的制備方法時，一方面要得到符合要求的產(chǎn)品，同時還要考慮加工成本的控制以及加工工藝的簡單化問題，而在這些方面，化學(xué)還原法都顯現(xiàn)出比較突出的優(yōu)勢。因此生產(chǎn)中使用最多，應(yīng)用最普遍的是化學(xué)還原法。化學(xué)還原法制備超細(xì)銀粉的原理是通過還原劑(一般為抗壞血酸、水合肼、甲醛等)的作用，把銀從它的鹽(一般為硝酸銀)或配合物水溶液(一般為銀氨溶液)中以顆粒的形式沉積出來，從而得到相應(yīng)的粉體。通過控制化學(xué)還原反應(yīng)過程中的反應(yīng)條件(如溶液滴加順序、滴加速度、PH值、溫度、是否加入分散劑、是否攪拌等)，就能控制最后產(chǎn)品的形狀、尺寸、比表面積及振實密度等性能參數(shù)。無機玻璃相無機玻璃相在電極的形成過程中起到極其重要的作用。它的主要任務(wù)是腐蝕硅基片表面的減反射膜層，保證電極與硅基片之間形成良好的接觸。同時，玻璃相作為一個傳輸中介而存在，使得銀晶體得與在硅基片上生長，特別是在<111>取向的硅基片上。這能保證在加工溫度低于銀—硅的共熔點時，得到良好的歐姆接觸。無機玻璃相在漿料中的含量一般為1~5%，含量過低時，則無法充分腐蝕減反膜，不能形成良好的歐姆接觸，且電極與基片的結(jié)合力不強；含量過高時，由于玻璃為絕緣體，會使接觸電阻增加，玻璃層厚度的增加會使通過隧道效應(yīng)導(dǎo)通的幾率降低，從而增加接觸電阻，另外玻璃相的增加，會使溶于其中銀含量增加，由于以下反應(yīng)的存在，會使腐蝕的硅增加，有燒和N結(jié)的危險。4Ag+OT2AgO(glass) 2(g) 2(glass)4Ag+ +2O2一+Si-4Ag+SiO(glass) (glass) (s) (s) 2(glass)1、性能要求(1)具有較低的軟化溫度(用以表征潤濕性，軟化溫度越低，潤濕性越好)，一般要求在400~600℃，使其能在燒結(jié)周期很短的條件下快速達(dá)到熔融狀態(tài)，燒結(jié)后電極與基片形成良好的歐姆接觸，且有較強的結(jié)合力；（2）由于工業(yè)化生產(chǎn)時，燒結(jié)爐內(nèi)的溫度與設(shè)定溫度會存在一定偏差，且爐內(nèi)溫度不均勻，因此要求具有較寬的有效燒結(jié)溫度范圍。2、成分按照成分的不同，無機玻璃粉可分為含鉛玻璃粉和無鉛環(huán)保型玻璃粉。含鉛玻璃主要是PbO-SiO2-B2O3系；無鉛玻璃主要是Bi203so2-B2O3系。玻璃相中還可能含有Al2O3、ZnO、TiO2等氧化物中的一種或多種。Si02和B2O3都是網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物，能單獨生成玻璃；PbO能降低玻璃的軟化溫度，使其具有良好的潤濕性，燒結(jié)時能使電極與基片形成良好的歐姆接觸，但Pb屬于重金屬，不符合歐盟ROHS和美國REACH環(huán)保要求；Bi203能擴大玻璃化溫度范圍，且提高化學(xué)穩(wěn)定性；ZnO和A1203能使燒結(jié)時玻璃相保持穩(wěn)定和較低的粘度，有利于擴大腐蝕范圍，增加歐姆接觸面積。3、制備玻璃粉的制備方法有熔體淬冷—球磨法、噴霧熱解法等。由于熔體淬冷—球磨法成本低廉，易于工業(yè)化生產(chǎn)，所以都用此法制備玻璃粉。此法的缺點是在玻璃熔制和球磨過程中都會有少量的雜質(zhì)進入玻璃粉中。一般工藝流程如下：稱樣配料-混合研磨-加熱熔融-水淬一球磨過篩有機載體相有機載體相的作用是使固體形態(tài)的銀粉、玻璃粉的混合物分散成具有流體特性的漿料，以便于轉(zhuǎn)印在基片上。1、性能要求（1）具有合適的粘度、觸變性等流變特性，使?jié){料具有良好的印刷性能；（2）長期存放過程中，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、不凝聚；（3）無固定沸點，在加熱過程中逐漸揮發(fā)、燃燒，以避免膜層表面形成針孔，到某一定溫度應(yīng)燃燒干凈，無殘留灰分。2、成分有機相通常包括有機溶劑和增稠劑，為了改善其流動性，可加入表面活性劑。為了提高漿料的觸變性，要加入觸變劑等。（1）有機溶劑有機溶劑是有機相的主要成分之一，其作用是控制漿料的干燥速率和增稠劑的溶解度。其重量約占有機相的80%以上。溶劑本身應(yīng)是比較粘稠的液體，分子中一般含有極性基團。其特點是能夠溶解纖維素類的增稠劑液體。溶劑的沸點高，常溫下?lián)]發(fā)慢。溶劑的選擇原則是：無毒，無異常氣味，燒結(jié)時不產(chǎn)生有毒物質(zhì)且完全燒掉。同時，不同沸點、揮發(fā)度溶劑的搭配也至關(guān)重要，否則在成膜時會出現(xiàn)起桔皮、空洞、流掛等現(xiàn)象。常用的有機溶劑有：檸檬酸三丁酯、檸檬酸二丁酯、松油醇、醋酸丁基卡必醇、醋酸酯等。（2）增稠劑增稠劑也稱有機粘接劑，其作用是提高漿料的粘度，阻止固體顆粒的團聚、沉淀，在漿料印刷和干燥后，使固體顆粒粘接在一起，具有一定的強度。一般采用高分子有機聚合物樹脂作增稠劑，它們在常溫下為固體粉末或凝聚狀液體，能溶于一定的溶劑中，在溶劑揮發(fā)后形成堅膜，但在高溫下完全燒掉。常用的增稠劑有：乙基纖維素、硝化纖維素、聚異乙烯、聚乙烯乙醇、聚乙烯醋酸酯和苯乙烯等。（3）表面活性劑表面活性劑是用來降低有機相與固體顆粒接觸界面的表面張力。使固體顆粒得到充分浸潤，并均勻地分散在有機相中，同時使?jié){料較好地潤濕基板，便于印刷。常用表面活性劑有：甲苯、乙醇、環(huán)己酮、卵磷脂和烷酸辛等。（4）觸變劑觸變劑能大大提漿料的觸變能力，使印刷的電極具有較大的高寬比。常用的有：蓖麻油、氫化蓖麻油、氣相二氧化硅、有機膨潤土等。3、制備有機載體相的制備相對簡單，只需在一定溫度下將各組分完全溶于溶劑中即可，但必須保證各組分不分解，相互之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其他添加物近幾年來，許多研究者研究了向銀漿中加入一些添加物對電池性能的影響。有研究表明在銀粉中加入部分（20%以下）銅粉，可以提高燒結(jié)后的填充率。HaruhikoKano等在銀漿中分別添加了重量為銀粉重量2~4％的正磷酸銀Ag3P04、焦磷酸銀Ag4P2O7、偏磷酸銀AgPO3,形成了N型摻雜的銀漿。在燒結(jié)階段，銀的磷酸鹽穿過減反射層，與N型硅片表面接觸，形成了良好的歐姆接觸，從而提高了電池的填充率及性能。.Porter等使用了不摻雜和P摻雜的兩種銀漿，通過測試發(fā)現(xiàn)摻雜P的電池接觸電阻比不摻雜的小很多。SeongJeJeon等在銀漿中添加了無機物添加劑Bi2O3>CaO、MgO、A12O3.Ta2O5，測心式結(jié)果表明填充率和并聯(lián)電阻比商業(yè)化的含鉛漿料的高。TakuyaKonno等在銀漿中添加了燒結(jié)抑制劑樹脂酸銠，添加量為含銠~%。樹脂酸銠在銀漿燒結(jié)過程中防止了電極的收縮，抑制了接觸電阻的增加和微裂紋的形成，從而提高太陽能電池的填充率和轉(zhuǎn)化效率，進而改善了所得太陽能電池的性能。銀漿