太阳能电池正面导电银浆料的研究

【摘要】：现在大部分太阳能电池所用的银导电浆料都含有铅,而如今绿色环保已经成为社会发展的首要要求,世界各国对电子浆料的无铅化都出台了相应的规定。因此,研究出无铅的太阳能电池银导电浆料对于解决能源短缺和环境污染有相当重要的作用。 本文主要研究了太阳能电池正面导电银浆料的制备工艺及其浆料性能。对太阳能电池银浆料重要组成的玻璃粉和有机载体进行了研究。玻璃粉的制备采用高温熔融水淬法,通过正交实验筛选出与硅基片附着力最佳的无铅玻璃粉组成配方,实验将不同配比的Bi2O3、SiO2、ZnO、B2O3和Sn02混合均匀后加热到1250℃熔融,然后水淬得到一系列无铅玻璃粉。通过对玻璃粉球磨时间的调整(球磨机转速为250r/min；球水料的质量比为：球：水：料=2.5：0.8：1)最终得出球磨的最佳时间为12小时,制备出了粒径为3.1μm的无铅玻璃粉。并根据正交实验的结果,采用单因素实验法,研究了SiO2、ZnO和SnO2含量变化对玻璃粉转变温度以及与硅基片附着力的影响。对于有机载体研究了不同溶剂的挥发特性和增稠剂含量对有机载体与玻璃粉的相溶性的影响。得到了有机载体的最佳组成配方,溶剂采用混合溶剂配方,增稠剂乙基纤维素含量为10%时,制备出了具有层次挥发性的有机载体,适用于太阳能电池正面银导电浆料的制备。 银浆料的制备全部选用自制的银粉玻璃粉和有机载体。经过丝网印刷,干燥,高温烧结等步骤制得太阳能电池正极银导电膜层。分别研究了银粉与玻璃粉的含量、球形银粉与片状银粉的配比、烧结过程中烧结温度与保温时间对银膜的附着力及其导电性能的影响。最终制备出附着力为8.2N,方阻为5.6mΩ/□的太阳能电池正面银电极。 【关键词】：太阳能电池 无铅导电浆料 无铅玻璃粉 有机载体
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 太阳能电池研究进展与发展状况8-11
• 1.1.1 全球光伏产业的发展状况8-10
• 1.1.2 我国光伏产业的发展10-11
• 1.2 太阳能电池正极银浆料概述11-17
• 1.2.1 超细银粉的研究进展12-14
• 1.2.2 有机载体的研究进展14-15
• 1.2.3 电子浆料粘结相的研究进展15-17
• 1.3 玻璃粉的发展趋势17-19
• 1.3.1 无铅化趋势17-18
• 1.3.2 无铅低熔玻璃的研究方向18-19
• 1.4 本课题研究意义及内容19-20
• 第二章 无铅玻璃粉制备与性能研究20-34
• 2.1 实验主要试剂及设备20-21
• 2.2 实验部分21-24
• 2.2.1 实验基本流程21
• 2.2.2 实验方案的设计21-22
• 2.2.3 实验过程22-24
• 2.3 性能检测24-26
• 2.3.1 玻璃粉的差热分析24-25
• 2.3.2 玻璃粉的X射线衍射分析25
• 2.3.3 玻璃粉的粒度分析25
• 2.3.4 玻璃粉的形貌观察25-26
• 2.4 实验结果26-31
• 2.4.1 正交实验测试结果分析26-28
• 2.4.2 SiO_2含量对玻璃粉性能影响的研究28-29
• 2.4.3 ZnO含量对玻璃粉性能影响的研究29-30
• 2.4.4 SnO_2含量对玻璃粉性能影响的研究30-31
• 2.5 玻璃粉球磨工艺的研究31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 太阳能电池正极银浆料的制备及其性能研究34-54
• 3.1 实验所需试剂及设备34-35
• 3.2 银粉的制备35-36
• 3.2.1 球形银粉的制备35-36
• 3.2.2 片状银粉的制备36
• 3.3 无铅玻璃粉的制备36-37
• 3.4 有机载体的制备与研究37-41
• 3.4.1 有机载体的制备39
• 3.4.2 有机载体性能的研究39-41
• 3.5 银浆料的制备及其性能检测41-44
• 3.5.1 银浆料制备的工艺流程41-42
• 3.5.2 银膜的分析与测试42-44
• 3.6 银浆料的组成对性能的影响44-52
• 3.6.1 银粉和玻璃粉相对含量对银浆料性能的影响44-46
• 3.6.2 银粉的配比对银浆料性能的影响46-52
• 3.7 本章小结52-54
• 第四章 太阳能正极银导电浆料的印刷烧结工艺研究54-64
• 4.1 银浆料印刷和烧结工艺流程54-55
• 4.2 丝网印刷55-56
• 4.2.1 丝网印刷原理55
• 4.2.2 丝网印刷的设备和参数55-56
• 4.3 太阳能正极银导电浆料的烧结工艺56-62
• 4.3.1 烧结温度对银膜性能的影响57-59
• 4.3.2 保温时间对银膜性能的影响59-62
• 4.4 太阳能电池正极银导电膜层的检测62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 结论64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-73
• 附录A (攻读学位期间发表论文目录）73-75

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