晶体硅太阳能电池正面银导电浆料的研究进展

太阳能电池导电银浆研究进展
巩峰;吴庆文;史卫利;张洪旺;吴欢
【期刊名称】《新能源科技》
【年(卷),期】2024(5)1
【摘要】大力推进新能源的使用有助于我国早日实现“双碳”目标,太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能,是最早将新能源进行利用的设备之一。

具有优良导电性和印刷性的导电银浆成为太阳能电池的首选电极材料,其主要由银粉、玻璃粉、有机载体及优化性能的其他添加剂等组成,其性能直接影响着太阳能电池的效率。

文章重点介绍了太阳能电池导电银浆的组成以及制备方法,总结了目前银浆市场的发展情况以及导电银浆未来的发展趋势,提出了我国导电银浆行业的问题及相应建议,希望对国产银浆的发展具有一定的指导。

【总页数】9页(P16-23)
【作者】巩峰;吴庆文;史卫利;张洪旺;吴欢
【作者单位】东南大学能源与环境学院;东南大学-蒙纳士大学苏州联合研究生院;无锡帝科电子材料股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.太阳能电池导电银浆的研究进展与市场现状
2.太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究
3.太阳能电池电极导电银浆用银粉制备专利技术综述
4.太阳能电池用导电银浆的性能探究
5.太阳能电池用导电银浆制备方法和性能研究进展
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导电银浆的制备及用途性能研究潘宇镇（南京工业大学材料化学材化0801）摘要：随着电子技术的发展，对电子设备提出了轻、薄、多功能、智能化等技术要求，促使人们去开发更加先进价廉的电子元器件、电子线路板等制造技术。

导电银浆产品集冶金、化工和电子技术于一体，就是一种高技术的电子功能材料。

本文对银浆的制备、性能和用途进行了综述。

关键词：导电银浆；工艺制备；导电性能Conductive silver paste preparation and application performancePan Yuzhen（NJUT Chemistry of materials 0801）Abstract：With the development of electronic technology, electronic equipment to put out the light, thin, multi-functional, intelligent and other technical requirements, to make people more advanced development cheap electronic components, electronic circuit boards and other manufacturing technology. Conductive silver paste products metallurgical, chemical and electronic technology in one, is a kind of high technology electronic functional materials. The silver paste preparation, properties and applications are reviewed.Key words：Conductive silver paste；Process for the preparation of；Conductive property银浆系由高纯度的(99.9% )金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。

n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉及其制备方法随着全球环保意识的不断提高，太阳能发电成为了一种越来越受欢迎的清洁能源。

太阳能电池是太阳能发电的核心组件，其中n型topcon晶体硅太阳能电池是目前最为先进的太阳能电池之一。

本文将介绍一种用玻璃粉制备正银主栅浆料的方法，以提高n型topcon 晶体硅太阳能电池的效率和稳定性。

一、n型topcon晶体硅太阳能电池简介n型topcon晶体硅太阳能电池是一种利用n型硅片和p型硅片组成的PN结构太阳能电池。

它的主要特点是在n型硅片表面形成一个p型浅层，再在p型浅层上形成一个n型浅层，形成了一种顶部接触（Top Contact）的结构，因此被称为topcon电池。

这种结构可以减少电池内部反射和电荷复合，提高电池的转换效率和稳定性。

目前，n型topcon晶体硅太阳能电池的转换效率已经达到了24.5%。

二、正银主栅浆料的制备方法正银主栅浆料是n型topcon晶体硅太阳能电池的重要组成部分，它在电池的主栅区域起到了提高电池转换效率和稳定性的作用。

传统的正银主栅浆料是由银粉、有机物和有机溶剂混合而成，但这种浆料容易产生氧化和剥落等问题，影响电池的性能。

为了解决这个问题，研究人员提出了一种用玻璃粉制备正银主栅浆料的方法。

具体步骤如下：1.制备玻璃粉：将适量的硅酸钠和硅酸铝溶解在水中，加热至1000℃以上，形成玻璃熔体，然后将熔体冷却并研磨成粉末。

2.制备正银主栅浆料：将玻璃粉与银粉、有机物和有机溶剂混合，在高温下进行反应，形成一种均匀的浆料。

3.涂覆电池：将正银主栅浆料涂覆在n型topcon晶体硅太阳能电池的主栅区域，并在高温下进行烘干和烧结，形成一层均匀的正银主栅层。

三、正银主栅浆料的性能分析使用玻璃粉制备的正银主栅浆料具有以下特点：1.高温稳定性：玻璃粉可以在高温下稳定存在，不易氧化和剥落，保证了电池的长期稳定性。

2.良好的粘附性：玻璃粉可以与银粉和硅片表面形成牢固的结合，提高了正银主栅层的粘附性和稳定性。

n型topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料用玻璃粉及其制备方法近年来，随着环保意识的不断提高和对新能源的需求增加，太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源，受到了越来越多的关注和重视。

而在太阳能电池的制造过程中，正银主栅浆料的质量对电池的性能和效率具有重要影响。

本文将介绍一种以玻璃粉为主要原料制备n型Topcon晶体硅太阳能电池正银主栅浆料的方法。

一、n型Topcon晶体硅太阳能电池简介n型Topcon晶体硅太阳能电池是指在p型硅基底上，先在表面形成一层n型掺杂层，再在其上形成一层p型掺杂层，形成一个n型p型结。

这种电池结构具有较高的光电转换效率和较低的反向饱和电流密度，能够提高电池的性能和稳定性。

二、正银主栅浆料的作用正银主栅浆料是太阳能电池中的一种关键材料，主要用于在电池的正极上形成一层导电膜，起到抗反射和提高电池效率的作用。

在n 型Topcon晶体硅太阳能电池中，正银主栅浆料的质量对电池的性能和效率具有重要影响。

三、玻璃粉作为主要原料的优势玻璃粉是一种无机非金属材料，具有低热膨胀系数、高热稳定性、优良的机械性能和电学性能等优点，被广泛应用于太阳能电池的制造中。

与传统的有机浆料相比，玻璃粉浆料具有以下优势：1.稳定性好：玻璃粉浆料的稳定性比有机浆料好，不易受到光、热、湿等环境因素的影响，能够保持较长的使用寿命。

2.导电性好：玻璃粉浆料中含有金属粒子，具有优良的导电性能，能够形成均匀的导电膜，提高电池的效率。

3.环保性好：玻璃粉浆料不含有机成分，不会产生有害气体和污染物，符合环保要求。

四、玻璃粉浆料的制备方法本文介绍的玻璃粉浆料制备方法主要包括以下步骤：1.原料准备：将玻璃粉、纯水、表面活性剂等原料按一定比例混合。

2.搅拌混合：将混合好的原料放入搅拌器中进行搅拌混合，使其均匀混合。

3.加热煮沸：将混合好的原料加热至煮沸状态，继续搅拌，使其成为均匀的浆料。

4.过滤：将浆料过滤，去除杂质和颗粒物，得到纯净的浆料。

2024年太阳能电池导电浆料市场发展现状介绍太阳能电池作为一种绿色能源的代表，受到了广泛的关注和应用。

在太阳能电池的制造过程中，导电浆料是必不可少的一部分。

本文将对太阳能电池导电浆料市场的发展现状进行探讨。

太阳能电池导电浆料的定义和类型太阳能电池导电浆料是在太阳能电池的制造过程中，用于提高电池效率和导电性能的材料。

根据成分和形态，太阳能电池导电浆料主要分为导电剂、粘合剂和添加剂三种类型。

•导电剂：主要负责提供电子传输和导电功能，常见的导电剂有金属或金属氧化物的纳米材料，如银胶或碳纳米管等。

•粘合剂：用于将导电剂和其他材料在电池表面粘合在一起，常见的粘合剂主要是有机聚合物，如聚酰胺酸酯或聚四氟乙烯等。

•添加剂：用于调整导电浆料的黏度、粘附性和流动性等性能，常见的添加剂包括溶剂、表面活性剂和稀释剂等。

太阳能电池导电浆料市场现状目前，太阳能电池导电浆料市场呈现出以下几个主要特点：1. 市场规模持续扩大随着太阳能电池市场的快速增长，太阳能电池导电浆料市场也迅速扩大。

根据市场研究机构的数据显示，太阳能电池导电浆料市场在过去几年中年均复合增长率超过20%。

2. 导电剂市场占据主导地位在太阳能电池导电浆料市场中，导电剂是最主要的产品类别，占据了市场的主导地位。

这主要得益于导电剂能够显著提高太阳能电池的导电性能和效率。

3. 技术创新推动市场进一步发展太阳能电池导电浆料市场的进一步发展离不开技术创新的推动。

目前，一些企业和研究机构正在开展针对导电浆料的新材料和新工艺的研究，以提高太阳能电池的性能并降低制造成本。

4. 市场竞争格局趋于激烈由于市场前景广阔，太阳能电池导电浆料市场吸引了越来越多的企业进入。

市场竞争日益激烈，产品质量、价格和服务成为企业间竞争的关键因素。

5. 环保和可持续发展成为行业关注焦点随着人们对环境保护和可持续发展的重视，太阳能电池导电浆料市场也受到了相关政策和标准的影响。

市场上越来越多的环保型导电浆料被推出，以满足消费者对环境友好产品的需求。

1 SN 908X 晶体硅太阳能电池正面电极银浆SN 908X SN 908X是一种专为晶体硅太阳能电池（是一种专为晶体硅太阳能电池（是一种专为晶体硅太阳能电池（n n +型）正面电极而设计的无铅导电银浆。

在高温烧结时导电银浆中导电组分能有效穿透SiNx 减反膜层与硅片形成良好的欧姆接触，具有印刷性能好，接触电阻小，分辨率高、高宽比大，填充因子高等特点。

1 工艺参数SN908X 固含量85~88% 粘度（Pa·S ）（Brookfield HBT ，25℃，10rpm ）380±20Pa.S 细度(刮板细度机)＜1010μμm 丝网（BOPP 不锈钢网）（BOPP stainless steel ）325/24mesh烘干温度 红外烘干炉，红外烘干炉，250~300250~300250~300℃℃/1min 烧结温度 750-840℃/1~2seconds烘干厚度（膜厚测试仪） 28-4528-45μμm 烧结厚度（膜厚测试仪）25-4025-40μμm 方阻(烧结膜)≤2m 2mΩΩ/□ 可焊性（220℃，62Sn/36Pb/2Ag ） >95% 耐焊性（220℃，62Sn/36Pb/2Ag ）10Seconds电池转换效率（%）单晶硅，平均转换效率≥单晶硅，平均转换效率≥18.6 18.6 18.6 多晶硅，平均转换效率≥多晶硅，平均转换效率≥多晶硅，平均转换效率≥17.217.2稀释剂LEED XS-092 工艺推荐及注意事项2.1 印刷在洁净度不低于1万级的洁净车间中印刷，洁净间通风良好，环境温度为24±224±2℃，印刷前须充分℃，印刷前须充分搅拌均匀。

如果浆料刚从冷藏室取出，须在印刷间静置到恢复常温方可使用。

22.2烘干 在红外网带炉中烘干，在红外网带炉中烘干，烘干的峰值温度为烘干的峰值温度为250~300度，时间根据烘干程度进行调整，时间根据烘干程度进行调整，但不宜过长。

太阳能电池导电银浆的烧结工艺研究报告1. 研究目标本研究旨在深入探究太阳能电池导电银浆的烧结工艺，通过对不同工艺参数的调整和优化，提高导电银浆的导电性能和稳定性，从而提高太阳能电池的转换效率和寿命。

2. 研究方法2.1 样品制备选取具有代表性的太阳能电池导电银浆样品，并按照常规制备方法制备一系列样品。

2.2 实验设计采用正交试验设计方法，选择影响导电银浆烧结工艺的关键因素进行组合，确定实验方案。

包括：•烧结温度：探究不同温度对导电银浆薄膜性能的影响；•烧结时间：考察不同时间对导电银浆薄膜性能的影响；•压力：研究不同压力下对导电银浆薄膜性能的影响。

2.3 实验过程根据实验设计方案，依次进行实验，记录每组实验的工艺参数和导电银浆薄膜的性能数据。

2.4 测试方法使用电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对导电银浆薄膜的形貌进行表征；采用四探针法测量导电银浆薄膜的电阻率；使用X射线衍射（XRD）分析导电银浆中晶体结构的变化。

2.5 数据处理利用统计学方法对实验数据进行分析，确定关键因素对导电银浆性能的主要影响，并建立数学模型。

3. 研究发现3.1 形貌表征通过SEM和AFM观察发现，在不同工艺参数下，导电银浆薄膜的形貌存在差异。

随着烧结温度的升高，颗粒间的结合更加紧密，颗粒尺寸变大；而烧结时间和压力对颗粒大小影响较小。

3.2 电阻率测试根据四探针法测量结果，发现烧结温度是影响导电银浆薄膜电阻率的重要因素。

随着烧结温度的升高，电阻率逐渐降低，表明导电性能提高。

烧结时间和压力对电阻率的影响相对较小。

3.3 XRD分析通过XRD分析发现，在不同工艺参数下，导电银浆中晶体结构存在差异。

随着烧结温度的升高，晶体结构更加完整，晶粒尺寸增大；而烧结时间和压力对晶体结构的影响不明显。

4. 结论通过对太阳能电池导电银浆烧结工艺的深入研究，得出以下结论：1.烧结温度是影响导电银浆薄膜性能的关键因素，适当提高烧结温度可以提高导电性能；2.烧结时间和压力对导电银浆薄膜性能的影响相对较小；3.导电银浆薄膜形貌、电阻率和晶体结构之间存在一定关联性；4.优化烧结工艺参数可以提高太阳能电池的转换效率和寿命。

1、晶体硅太阳能电池用背面低温可焊导电银浆制备⑴载体配置：称取10Kg双酚A型环氧树脂及29Kg乙二醇丁醚醋酸酯，将其加热至80度恒温，直至树脂恒温溶解至粘度在30000-40000厘泊，再将树脂在300-400目的网布上除杂，得到载体⑵银浆配置：称取60Kg金属银粉及1Kg固化剂封闭型三聚氰胺固化剂，然后将其与载体在混料机中充分混合，再使用高速分散机对其进行高速分散，得到均匀的浆体⑶银浆料的生产：将上述浆体在三辊扎机中进行研磨，通过溶剂微调使银浆细度达到10um以下，粘度为300-400Pa·s从而得到晶体硅太阳能电池用背面低温可焊导电银浆2、晶体硅太阳能电池用正面栅极导电银浆制备⑴载体配置：称取3Kg乙基纤维素及11Kg12酯醇，将其加热至80度恒温，直至树脂恒温溶解至粘度在15000-25000厘泊，再将树脂在300-400目的网布上除杂，得到载体⑵银浆配置：称取72Kg金属银粉、2Kg无铅玻璃粉、1Kg乙酰丙酮铟、7Kg 氧化锌，然后将其与载体在混料机中充分混合，再使用高速分散机对其进行高速分散，得到均匀的浆体⑶银浆料的生产：将上述浆体在三辊扎机中进行研磨，通过溶剂微调使银浆细度达到15um以下，粘度为800-1200Pa·s从而得到晶体硅太阳能电池正面栅极导电银浆3、一种LED用环氧导电银胶制备配置过程⑴载体的配置：称取15Kg双酚F型环氧树脂、1.034Kg纳米Si02在高速搅拌机（转速1000rpm）上预分散，然后再超声波中分散30分钟，待用；称取1.95Kg 有机酸酰肼、0.05Kg咪康唑，加入上述体系中搅拌混合，使用三辊扎机进行研磨混合均匀待用；再称取4Kg双端基聚醚，7Kg邻苯二甲酸二丁酯，0.7114Kg 偶联剂KH-560，0.142Kg消泡剂SYNTHRON,0.142Kg防老剂TNPP，加入上述体系搅拌均匀，得到载体⑵银浆的配置：称取70Kg金属银粉，将其加入载体中在混料机中充分混合，得到均匀的浆体⑶银浆料的生产：将上述浆体在三辊扎机中进行研磨，通过溶剂微调使银浆细度达到2-10um以下，粘度为10-20Pa·s从而得到一种LED用环氧导电银胶制备。

晶体硅太阳电池粘合固化的研究用铜线栅网作为引出电极对电池碎片进行封装时，要使铜栅线与电池碎片表面的银栅收集级形成良好的导电接触，同时还要将电池碎片粘结成一个完整形装的电池片。

最常用的粘结材料是各种树脂材料。

一、采用环氧树脂材料的粘台固化研究环氧树脂是使用最广泛的树脂，环氧树脂由树脂和固化剂组成，使用时将树脂与固化剂混合后，在常温条件下固化，环氧树脂具有粘结强度高，固化后收缩变形小的特点。

很多的导电胶就是用环氧树脂加银粉制成。

在实验中，我们采用环氧树脂将铜线栅网与电池碎片粘结在一起，为了使铜线栅网与电池碎片表面的银栅有良好的导电接触，从粘结到固化的整个过程中始终给封装件保持一定的压力，在常温下固化24小时，取出电池片进行测试，它的I-v特性曲线基本上是一条直线，如图1所示。

图1：采用环氧树脂常温固化后的测量结果经过分析，主要是因为电池碎片正面的收集级银栅与铜线栅网之间没有形成良好的导电接触。

将电池片切开，剥离铜线，在显微镜下观察，可以看到铜线与银栅之间的缝隙中，只有很少的地方有着很小的接触点。

为了得到良好的导电接触，必须将铜线栅网与电池表面的银栅收集级很好的焊接在一起，因此，我们将铜线表面浸锡，然后将铜线栅网与电池碎片压紧，加热至200℃左右，冷却后再用环氧树脂进行粘结，固化后对电池封装片进行测量，结果并没有得到明显的改善。

经过对实验过程的仔细分析，我们发现尽管加热到200℃，超过了焊锡的熔点(标准焊锡熔点是183℃)，但是由于铜线表面在浸锡的过程中挂上的锡量很少，锡层很薄，铜线与银栅交叉接触点很小。

尽管铜线与银栅之间形成了焊接点，但其焊接点很小，强度很低，在后续使用环氧树腊进行粘结的操作过程中焊接点又极易被剥离：有些焊接点比较牢固的地方，后续操作动作又使得电池碎片的收集级银栅与硅体剥离，依然没有形成良好的导电接触。

通过实验我们得出结论是，铜线栅网引出极与电池碎片必须由焊接、粘结一次性完成，才能得到良好的导电接触。