一种适用于光伏太阳能电池金属化防扩散结构的导电浆料的制作方法

本发明属于光伏电池导电浆料，尤其属于一种适用于光伏太阳能电池金属化防扩散结构的导电浆料。

背景技术：

1、当前n型光伏电池已成为行业主流，其量产转换效率持续提升，为降低非硅生产成本，现有n型电池多在隧穿氧化层与sinx层之间增设氮化钛、钒化镍组成的金属化防扩散层，实现铝基电极的应用，然而适配该特殊结构的主栅导电浆料仍存在技术短板，成为制约该类电池进一步降本量产的核心瓶颈。

2、中国专利申请号为202210564149.7的发明专利，公开了一种硅太阳能电池用主栅导电银浆及其制备方法，采用主副栅银浆分步印刷的工艺方案，该方案针对传统无防扩散层的光伏电池结构设计，可适配常规p型perc及普通n型topcon电池的生产需求，具有印刷精度高、初始导电性能优异的优势。但其玻璃体系采用非烧穿或轻腐蚀设计，无法穿透新增的sinx层与下方防扩散层形成有效欧姆接触，易导致接触电阻过高、电极附着力不足，直接应用于带防扩散结构的电池时转换效率下降明显；同时其导电粉末多采用单一粒径纯银粉，浆料成本居高不下，若替换为低银含量包覆金属粉，高温烧结过程中包覆层易被击穿导致贱金属裸露，老化后导电性能衰减严重，无法满足可靠性要求。

3、当前现有针对带防扩散结构的适配型浆料，多通过提升玻璃相腐蚀能力实现接触，但其腐蚀程度难以精准控制，易出现烧穿防扩散层的问题，破坏阻挡结构的防扩散效果，引发载流子复合加剧；同时其有机载体多采用单一沸点溶剂体系，烘干过程中溶剂集中挥发，导致浆料层收缩不均，银铝搭接位置易出现掉粉缺陷，工艺窗口窄，量产良率偏低。

4、综上，现有导电浆料均无法同时满足带金属化防扩散结构n型电池在接触性能、可靠性、成本、良率等多维度的量产需求，亟需开发适配该类特殊电池结构的专用导电浆料，为n型电池的进一步降本提效及规模化推广提供支撑。

技术实现思路

1、针对现有导电浆料适配带金属化防扩散结构光伏电池时存在接触性能差、易损伤防扩散层、成本高、良率低的不足，本发明提供了一种适用于光伏太阳能电池金属化防扩散结构的导电浆料。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种适用于光伏太阳能电池金属化防扩散结构的导电浆料，按质量百分比计，所述导电浆料包括：导电粉末70%～85%，玻璃粉1%～4%，有机载体12%～27%，助剂0%～3%，且各组分的质量百分比之和为100%；

4、按质量百分比计，所述玻璃粉包括以下氧化物组分：氧化硼10%～40%，氧化铋30%～65%，氧化锌0%～10%，五氧化二钒5%～15%，氧化钡10%～40%，且各氧化物组分的质量百分比之和为100%；

5、所述玻璃粉为烧穿型玻璃粉，在烧结过程中能够刻蚀穿透所述光伏电池表面的sinx层，并与所述sinx层下方的金属化防扩散层形成接触，且不烧穿所述金属化防扩散层。

6、进一步的，所述导电粉末选自银粉、银包铜粉和银包镍粉中的至少一种。

7、进一步的，所述导电粉末由三种粒径段的粉体复配而成，以所述导电粉末的总质量为100%计：d50粒径为0.3μm～0.6μm的导电粉末占5%～10%，d50粒径为0.7μm～1.1μm的导电粉末占70%～80%，d50粒径为1.2μm～4μm的导电粉末占5%～20%，且三种粒径段的质量百分比之和为100%。

8、进一步的，所述导电粉末包含银包铜粉和/或银包镍粉，所述银包铜粉和所述银包镍粉中银包覆层的质量分别占对应银包铜粉或银包镍粉总质量的30%～50%。

9、进一步的，所述有机载体包含树脂和溶剂。

10、进一步的，以所述树脂的总质量为100%计，所述树脂包括：乙基纤维素70%～100%，聚乙烯醇缩丁醛0%～30%，丙烯酸树脂0%～10%，醋酸纤维素0%～30%，且各组分的质量百分比之和为100%。

11、进一步的，以所述溶剂的总质量为100%计，所述溶剂包括：二乙二醇丁醚醋酸酯30%～70%，二乙二醇丁醚10%～30%，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯10%～30%，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯0%～10%，且各组分的质量百分比之和为100%。

12、进一步的，所述助剂包括选自触变剂、分散剂、消泡剂和硅烷偶联剂中的至少一种。

13、进一步的，包括硅衬底、依次层叠于所述硅衬底上的隧穿氧化层、金属化防扩散层和sinx层及所述的导电浆料烧结形成的电极，所述电极穿过所述sinx层并与所述金属化防扩散层接触。

14、进一步的，其特征在于，所述金属化防扩散层包括氮化钛层和钒化镍层。

15、本发明具有如下有益效果：

16、本发明通过采用氧化硼、氧化铋、五氧化二钒等组分按特定比例复配的烧穿型玻璃粉，可控制烧结过程中的腐蚀程度，既能够刻蚀穿透电池表面的sinx层与下方金属化防扩散层形成稳定欧姆接触，降低接触电阻，又不会破坏防扩散层的阻挡结构，避免载流子复合加剧，有效解决了现有技术中导电浆料接触性能不足及腐蚀过度损伤防扩散结构的缺陷，保障电池的转换效率基本不下降。

17、本发明通过采用三段粒径复配的导电粉末体系，同时选用银包覆占比为30%至50%的银包铜粉或银包镍粉作为可选导电相，不同粒径的粉体搭配可提升浆料烧结后的致密性，拓宽印刷、烧结的工艺窗口，合适的银包覆量可避免高温烧结过程中贱金属裸露，在降低浆料原料成本的同时保障浆料老化后的导电性能稳定，有效解决了现有技术中纯银浆料成本过高、低银包覆浆料可靠性不足的缺陷。

18、本发明通过采用多沸点梯度搭配的溶剂体系制备有机载体，烘干过程中溶剂可随温度升高逐步挥发，避免溶剂集中挥发导致的浆料层收缩不均，有效解决了现有技术中银铝搭接位置易出现掉粉、量产良率偏低的缺陷。本发明适配带金属化防扩散结构的各类n型光伏电池生产需求，兼容现有光伏电池产线的常规印刷、烧结工艺，无需额外进行设备改造，具备较高的推广应用价值，能够助力n型光伏电池进一步降低非硅生产成本，提升量产经济性。

1.一种适用于光伏太阳能电池金属化防扩散结构的导电浆料，其特征在于，按质量百分比计，所述导电浆料包括：导电粉末70%～85%，玻璃粉1%～4%，有机载体12%～27%，助剂0%～3%，且各组分的质量百分比之和为100%；

2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末选自银粉、银包铜粉和银包镍粉中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末通过三种粒径段的粉体复配而成，用所述导电粉末的总质量为100%计：d50粒径为0.3μm～0.6μm的导电粉末占5%～10%，d50粒径为0.7μm～1.1μm的导电粉末占70%～80%，d50粒径为1.2μm～4μm的导电粉末占5%～20%，且三种粒径段的质量百分比之和为100%。

4.根据权利要求3所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉末包含银包铜粉和/或银包镍粉，所述银包铜粉和所述银包镍粉中银包覆层的质量分别占对应银包铜粉或银包镍粉总质量的30%～50%。

5.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述有机载体包含树脂和溶剂。

6.根据权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，用所述树脂的总质量为100%计，所述树脂包括：乙基纤维素70%～100%，聚乙烯醇缩丁醛0%～30%，丙烯酸树脂0%～10%，醋酸纤维素0%～30%，且各组分的质量百分比之和为100%。

7.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于，用所述溶剂的总质量为100%计，所述溶剂包括：二乙二醇丁醚醋酸酯30%～70%，二乙二醇丁醚10%～30%，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯10%～30%，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇双异丁酸酯0%～10%，且各组分的质量百分比之和为100%。

8.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述助剂包括选自触变剂、分散剂、消泡剂和硅烷偶联剂中的至少一种。

9.一种光伏太阳能电池，其特征在于，包括硅衬底、依次层叠于所述硅衬底上的隧穿氧化层、金属化防扩散层和sinx层及通过权利要求1至8中任一项所述的导电浆料烧结形成的电极，所述电极穿过所述sinx层并与所述金属化防扩散层接触。

10.根据权利要求9所述的光伏太阳能电池，其特征在于，所述金属化防扩散层包括氮化钛层和钒化镍层。