硅基太阳能电池正面银浆的制备与研究

【摘要】：本文主要研究硅基太阳能电池导电银浆及其银浆料的相关性能。研究了浆料所用银粉,玻璃粉,有机载体的制备,并对化学还原法制备微米银粉和高温熔融法制备玻璃粉进行了较详细研究。 采用化学还原法制备微米银粉且用正交试验对工艺进行了优化。以聚乙二醇(PEG-6000)为分散剂和乙醇为消泡剂,以抗坏血酸在超声波和碱性环境下直接还原硝酸银得到银溶胶,经过滤、洗涤、恒温干燥处理得到银粉。研究了滴加顺序、pH值、消泡剂用量和分散剂用量对银粉粒径的影响,采用SEN、XRD对银粉进行分析。结果表明,当0.3mol/L硝酸银溶液,消泡剂乙醇体积为整个反应液体积的25%时,在T=40℃和pH=7条件下,超声波振荡反应1Omin,可制备粒径1.13μm左右粒径分布窄的球形银粉。 研究了Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3体系的玻璃粉,添加了不同含量的MnO2、MgO、NaF、TiO2和Sn02等氧化物来提高无铅玻璃粉综合性能,研究了各种氧化物对体系软化温度和粘度的影响,重点研究了Sn02对玻璃软化温度的影响,并分析了它的助熔机理。通过粘度与差热测试分析,制备出了组织均匀,软化温度为460℃适合调浆的低温无铅玻璃粉,用XRD分析无铅玻璃粉结晶状态表明,玻璃非晶态良好,具有玻璃典型的非晶态结构,成玻性能良好,成玻范围较宽。研究了玻璃粉的球磨工艺,在球：水：料的质量比为2.5：0.8：1时球磨16h能制备出粒径2.4gm粒径分布好的玻璃粉。 通过溶剂挥发机理的研究,本实验有机载体的溶剂采用松油醇、丁基卡必醇和邻苯二甲酸二丁酯的混合液,采用乙基纤维素作为树脂,研究了各种配比对实验印刷图案的影响。 最后,将银粉、玻璃粉和有机载体均匀混合制得银浆料,经过人工丝网印刷、平流、干燥、烧结制得太阳能电池银电极。研究了烧结温度、烧结时间、玻璃粉含量、银粉的级配等因素对银膜附着力和方阻的影响,并分析了相关影响机理,研究了玻璃粉的含量对可焊性能的影响。 【关键词】：硅太阳能电池 银粉 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】：2012
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪言8-21
• 1.1 引言8-9
• 1.2 太阳能电池发展概述9-10
• 1.3 硅基太阳能电池正面电极用银电子浆料10-12
• 1.3.1 厚膜导电浆料的概述10-11
• 1.3.2 硅基太阳能电池正面电极用银电子浆料概述11-12
• 1.4 硅基太阳能电池正面电极用银浆料的原材料的研究12-19
• 1.4.1 银粉的研究进展12-13
• 1.4.2 无铅玻璃粉的研究进展13-14
• 1.4.3 有机载体研究进展14-15
• 1.4.4 银粉和有机载体所用原料选择15-19
• 1.4.4.1 银粉所用原料的选择15-17
• 1.4.4.2 有机载体所用原料的选择17-19
• 1.5 银膜的附着机理及影响因素19-20
• 1.6 本课题研究意义及内容20-21
• 1.6.1 本课题的研究意义20
• 1.6.2 本课题的研究内容20-21
• 第二章 实验21-30
• 2.1 实验原材料及设备21-23
• 2.2 实验步骤23-26
• 2.2.1 微米银粉制备23-24
• 2.2.1.1 正交实验设计优选制备工艺23-24
• 2.2.2 无铅玻璃相制备24-26
• 2.2.2.1 高温熔融法制备玻璃相24-25
• 2.2.2.2 玻璃粉球磨工艺25-26
• 2.2.3 有机载体制备26
• 2.2.4 银膜的制备26
• 2.3 分析与测试26-30
• 第三章 硅基浆料所用原材料的制备与研究30-47
• 3.1 微米银粉的制备研究30-38
• 3.1.1 AgNO_3溶液滴加顺序的影响33-34
• 3.1.2 pH值的影响34-36
• 3.1.3 分散剂PEG的影响36-37
• 3.1.4 消泡剂乙醇的影响37-38
• 3.2 玻璃粉的制备研究38-43
• 3.2.1 粘度分析39-41
• 3.2.2 软化温度41-42
• 3.2.3 玻璃粉的XRD分析42-43
• 3.2.4 玻璃粉球磨工艺研究43
• 3.3 有机载体的研究43-46
• 3.3.1 溶剂挥发性研究44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 硅基太阳能电池所用银浆烧结工艺与性能研究47-58
• 4.1 结果与讨论47-57
• 4.1.1 银膜的烧结温度对方阻及附着力的影响47-50
• 4.1.2 烧结时间对银膜方阻及附着力的影响50-52
• 4.1.3 玻璃粉含量对银膜方阻及附着力的影响52-55
• 4.1.4 银粉的级配对银膜方阻的影响55-56
• 4.1.5 电极可焊性和耐焊性研究56-57
• 4.2 本章小结57-58
• 第五章 结论与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 附录65

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