晶硅太陽電池用正面銀漿技術(shù)研究

PARTⅠ：正面銀漿介紹

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

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

③正面銀漿長年由國外品牌產(chǎn)品壟斷，價格高昂，關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化趨勢不可避免

PART Ⅱ：實驗內(nèi)容設(shè)計

銀漿流變性能測試分析，改進正面銀漿流變性能

正面銀漿拉力優(yōu)化測試

不同廠家銀漿電性能對比分析

PART Ⅲ ：實驗測試方法

銀漿樣品制備

稱一定比例的銀粉、玻璃粉和有機載體，通過攪拌機混合均勻后，置于三輥機上碾壓至刮板細度<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，實驗溫度設(shè)置為25℃。黏度曲線測試時，剪切速率變化范圍從0.1s-1到10s-1，總測試時間為3min。應(yīng)力掃描曲線時，應(yīng)力變化范圍從5Pa到1000Pa，測試頻率為1Hz。銀漿的應(yīng)力掃描恢復(fù)測試的參數(shù)根據(jù)銀漿的應(yīng)力掃描測試結(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，采用自動拉力機沿180°測試漿料焊接附著力。

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)；利用博格電池測試儀測試電池片電性能。

PART Ⅳ ：結(jié)果與分析

流變性能測試分析

測試樣品配方比例

為測試銀漿流變性能，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，說明P3的觸變性較強。

銀漿應(yīng)力掃描測試

由上圖可看出，P1的彈性模量從100Pa剪切應(yīng)力開始，以一個較慢的速率下降，下降斜率較小，屈服應(yīng)力在100Pa-200Pa之間，屈服應(yīng)力大，流動性差；P2的屈服應(yīng)力靠近50Pa，屈服應(yīng)力低，并且可能使銀漿在印刷時流動超前于印刷刀的位置，使少部分銀漿過早地透過網(wǎng)孔，大部分銀漿則平行于網(wǎng)版流動，導(dǎo)致下墨量偏輕，不利于銀漿的儲存；P3的屈服應(yīng)力為80Pa，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在越過屈服應(yīng)力后，相位角都在70°左右，流動性好，P1的相位角變化速度慢，并且大相位角也不足60°，流動性較差。

銀漿應(yīng)力掃描恢復(fù)測試

di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P3di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，第五階段的黏度與第三階段相同并且有持續(xù)增長，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

測試樣品配方比例

實驗在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是通過改善漿料與硅片的接觸來增強拉力，添加劑2是通過改善銀漿的燒結(jié)致密性來增強拉力。

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

電池片制備和測試

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，池開壓和短路電流下降明顯，電池效率下降相對更多。采用P5漿料時，電池開壓下降明顯，但短路電流有所提高，電池效率基本與P3持平。

與進口產(chǎn)品性能對比

PART Ⅴ：結(jié)論

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

所開發(fā)的正面銀漿產(chǎn)品制備出的晶硅電池效率已達到或超過采用國外品牌銀漿的水平，在產(chǎn)品性能上有一定的市場競爭力，可*替代進口產(chǎn)品，目前已批量銷售。