【原創】太陽能電池銀漿用玻璃粉研究現狀

中國粉體網訊  能源一直是人們賴以生活與成長的重要基礎，面對化石能源瀕臨枯竭以及環境污染的局面，人們開始把目光轉向風能、地熱能以及太陽能等潔凈的新型可再生能源。其中，太陽能的利用方式之一是太陽能電池，而晶硅太陽能電池因其高的光電轉換效率以及成熟的市場等優勢得到了大力發展。對于晶硅太陽能電池而言，銀漿料是其中重要的一部分，玻璃粉又在銀漿料中飾演著重要的角色。

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1 太陽能電池正面銀漿構成

晶硅太陽能電池主要是依靠正電極來收集電流，所以正電極對太陽能電池轉換效率具有很大的影響，而正電極材料主要是銀電子漿料。

銀電子漿料是由銀粉（導電相）、玻璃粉（無機粘結相）和有機載體（承介質）構成，其中玻璃粉在銀漿中的含量僅為1wt%-5wt%，但是卻起著腐蝕氮化硅層，構成電極，搭起電子運輸的橋梁等至關重要的作用。

光伏銀漿制備工藝流程圖

全球四大漿料廠（韓國SDI、美國杜邦、德國賀利氏和臺灣碩禾）在銀漿領域處于世界領先地位，十分注重核心技術的保護，以杜邦為例，杜邦申請了正面銀漿用玻璃粉的專利至少十幾篇。

2 玻璃粉的作用

玻璃粉作為銀漿的重要組成之一，通過調節銀漿的性能，從而對太陽能電池的電性能和光電轉化效率產生影響。

玻璃粉熔融后可以將銀粉粘結，同時還能作為助燒劑降低燒結溫度。正銀漿料體系中的玻璃粉體系還需要有一定的腐蝕能力，夠熔化蝕刻硅基板上部的減反射層，使銀粉與硅基板形成歐姆接觸，因此玻璃粉體系需要有適宜的軟化溫度，如果軟化溫度過高，在燒結時間內玻璃粉熔融不全，就不能良好的蝕刻減反射層。

3 正面漿料玻璃粉要求

作為正面銀漿料中的無機粘結相，玻璃粉需要具備以下幾個要求：

4 太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備

何云飛發明了一種太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法，它解決了現有玻璃粉沒有相應的制備方法、僅依靠人工經驗制備、制備速度慢等技術問題。步驟如下：

（1）按重量百分比，稱取原料：PbO：35‑65％、B₂O₃：12‑20％、Al₂O₃：1‑4％、ZnO：5‑15％、SiO₂：3.8‑7.6％、Li₂O：0.5‑2.5％、Ag₂O：0.3‑1.2％、Ti0₂：0.6‑1.8％、MgO：1‑3％和ZrO₂：3‑7％；

（2）將步驟1中的各原料一起放入到攪拌裝置中，制得混合料；

（3）將步驟2中的混合料倒入坩堝中，加蓋后放入馬弗爐內，加熱熔融成玻璃液；

（4）將步驟3中的玻璃液直接倒入水中進行淬冷，制得玻璃料；

（5）將步驟4中的玻璃料放入到烘箱中；

（6）將烘干好的玻璃料進行粉碎，即可得到玻璃粉。

在低熔點玻璃粉中，鉛一直具有特殊作用，實際使用的漿料中基本都含有大量的鉛。當前光伏產業使用的玻璃粉大部分為含鉛玻璃粉，但是鉛作為重金屬，對人的健康和環境帶來很大危害，玻璃粉的無鉛化成為大勢所趨。通過溶膠-凝膠法制備的無鉛玻璃粉流程如下：

溶膠-凝膠法制備無鉛摻雜玻璃粉流程圖

溶膠-凝膠法制備的無鉛摻雜玻璃粉擁有更明顯的優勢，例如成分均勻，純度高，易于摻雜，粉末易于細化，并且玻璃粉傾向于具有較小的平均顆粒尺寸。

參考來源：

【1】周波.多晶硅太陽能電池正面銀漿料用無鉛玻璃粉的制備及光電性能研究.2020.

【2】王雙華.晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備與性能研究.2017.

【3】董蕓谷.晶體硅太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備與研究.2020.

【4】華經情報網《光伏銀漿市場現狀，銀粉進口依賴嚴重，正面銀漿國產化，消耗增長》

【5】董戈.晶硅太陽能電池導電漿料用有機載體的制備及性能研究.2021.

【6】何云飛.一種太陽能電池正面銀漿用玻璃粉的制備方法.2021.

（中國粉體網編輯整理/星耀）

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