晶硅太陽(yáng)電池用正面銀漿技術(shù)研究

PARTⅠ：正面銀漿介紹

①正面銀漿通過(guò)絲網(wǎng)印刷、低溫烘干、高溫?zé)Y(jié)工藝制成太陽(yáng)能電池電極

②正面銀漿的質(zhì)量直接影響太陽(yáng)能電池的串聯(lián)電阻和電池光電轉(zhuǎn)換效率

③正面銀漿長(zhǎng)年由國(guó)外品牌產(chǎn)品壟斷，價(jià)格高昂，關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)不可避免

PART Ⅱ：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

銀漿流變性能測(cè)試分析，改進(jìn)正面銀漿流變性能

正面銀漿拉力優(yōu)化測(cè)試

不同廠家銀漿電性能對(duì)比分析

PART Ⅲ ：實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法

銀漿樣品制備

稱一定比例的銀粉、玻璃粉和有機(jī)載體，通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻后，置于三輥機(jī)上碾壓至刮板細(xì)度<10μm后，得到導(dǎo)電漿料。

流變性能表征

選用馬爾文公司的流變儀KINEXUS LAB+測(cè)試正面銀漿的黏度曲線、應(yīng)力掃描曲線和應(yīng)力掃描循環(huán)曲線，實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置為25℃。黏度曲線測(cè)試時(shí)，剪切速率變化范圍從0.1s-1到10s-1，總測(cè)試時(shí)間為3min。應(yīng)力掃描曲線時(shí)，應(yīng)力變化范圍從5Pa到1000Pa，測(cè)試頻率為1Hz。銀漿的應(yīng)力掃描恢復(fù)測(cè)試的參數(shù)根據(jù)銀漿的應(yīng)力掃描測(cè)試結(jié)果而定。

拉力性能表征

絲網(wǎng)印刷四主柵156mm x156mm多晶電池片，用鍍錫銅帶在330℃下焊接，采用自動(dòng)拉力機(jī)沿180°測(cè)試漿料焊接附著力。

電池片制備與性能表征

將正面銀漿在自動(dòng)印刷線印刷在電池片上，所選片源大小為156mm x156mm多晶片；印刷后的電池片用Despatch 9溫區(qū)燒結(jié)爐燒結(jié)；利用博格電池測(cè)試儀測(cè)試電池片電性能。

PART Ⅳ ：結(jié)果與分析

流變性能測(cè)試分析

測(cè)試樣品配方比例

為測(cè)試銀漿流變性能，按下述配方制備了三款正面銀漿。

銀漿粘度曲線測(cè)試

由左圖看出，3款銀漿的黏度曲線都表現(xiàn)出典型的假塑形流體流變行為。P1在初始以及受到剪切后的黏度始終zui大；P2的初始黏度雖明顯小于P1與P3，在受到剪切后，黏度下降速度較慢，說(shuō)明P2觸變性較弱；P3初始黏度與P1接近，在受到剪切后，黏度下降速度明顯快于P1，說(shuō)明P3的觸變性較強(qiáng)。

銀漿應(yīng)力掃描測(cè)試

由上圖可看出，P1的彈性模量從100Pa剪切應(yīng)力開(kāi)始，以一個(gè)較慢的速率下降，下降斜率較小，屈服應(yīng)力在100Pa-200Pa之間，屈服應(yīng)力zui大，流動(dòng)性差；P2的屈服應(yīng)力靠近50Pa，屈服應(yīng)力zui低，并且可能使銀漿在印刷時(shí)流動(dòng)超前于印刷刀的位置，使少部分銀漿過(guò)早地透過(guò)網(wǎng)孔，大部分銀漿則平行于網(wǎng)版流動(dòng)，導(dǎo)致下墨量偏輕，不利于銀漿的儲(chǔ)存；P3的屈服應(yīng)力為80Pa，適合銀漿絲網(wǎng)印刷。

由圖可以看出，三款銀漿初始相位角都在10°左右，表現(xiàn)出較好的靜置穩(wěn)定性；P2與P3在越過(guò)屈服應(yīng)力后，相位角都在70°左右，流動(dòng)性好，P1的相位角變化速度慢，并且zui大相位角也不足60°，流動(dòng)性較差。

銀漿應(yīng)力掃描恢復(fù)測(cè)試

一階段所施加的應(yīng)力選擇10Pa，第二階段所施加應(yīng)力選擇1000Pa，低剪切應(yīng)力頻率設(shè)為5Hz，高剪切應(yīng)力頻率設(shè)為10Hz；

樣品P3一階段黏度較大，第二階段黏度較小，第三階段恢復(fù)到一定的黏度，并且持續(xù)增長(zhǎng)，第五階段的黏度與第三階段相同并且有持續(xù)增長(zhǎng)，P3的流變特性具有比P1、P2更好的印刷性。

銀漿拉力優(yōu)化研究

測(cè)試樣品配方比例

實(shí)驗(yàn)在P3基礎(chǔ)上，按照下述配方配制了P4 、P5正面銀漿。其中，添加劑1是通過(guò)改善漿料與硅片的接觸來(lái)增強(qiáng)拉力，添加劑2是通過(guò)改善銀漿的燒結(jié)致密性來(lái)增強(qiáng)拉力。

從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出添加1#無(wú)機(jī)添加劑后，拉力從P3的1.3N左右提高到1.5N左右，而添加2#無(wú)機(jī)添加劑后更是可將拉力提高至1.9N左右。2#無(wú)機(jī)添加劑在改善漿料拉力上的作用更明顯。

電池片制備和測(cè)試

從數(shù)據(jù)可以看出，P4和P5電池效率相比P3略有降低，其中采用P4漿料時(shí)，池開(kāi)壓和短路電流下降明顯，電池效率下降相對(duì)更多。采用P5漿料時(shí)，電池開(kāi)壓下降明顯，但短路電流有所提高，電池效率基本與P3持平。

與進(jìn)口產(chǎn)品性能對(duì)比

PART Ⅴ：結(jié)論

通過(guò)銀漿流變性能測(cè)試分析、銀漿拉力優(yōu)化研究，改進(jìn)了正面銀漿的流變性能和拉力數(shù)據(jù)。

所開(kāi)發(fā)的正面銀漿產(chǎn)品制備出的晶硅電池效率已達(dá)到或超過(guò)采用國(guó)外品牌銀漿的水平，在產(chǎn)品性能上有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，可*替代進(jìn)口產(chǎn)品，目前已批量銷售。