太阳能电池正面无铅银浆的制备及性能研究

【摘要】：太阳能是一种可再生清洁能源。太阳能电池是利用太阳能的重要途径,而银浆料是制造太阳能电池的关键原材料,银浆料的品质对制备出的电池的性能起着关键性的作用,制备出优质的银浆料是制造高效低成本太阳能电池的关键。目前国内生产太阳能电池所用的银浆大部分都是依赖进口,且大部分太阳能电池使用的银浆为含铅银浆。因此,为了摆脱依赖进口浆料的命运和缓解环境污染问题,自主研制出各方面性能都满足太阳能电池使用要求的正面无铅银浆料,十分迫切且意义重大。 本文主要研究了太阳能电池正面无铅银浆组成原料的制备,制备出无铅银浆并对其进行了相关性能的研究,讨论了银浆的成分配比及烧结工艺对其性能的影响。 采用熔融法制备无铅玻璃粉,选用Bi2O3、SiO2、B2O3、Al2O3、TiO2、NaF、ZnO和Sn02氧化物作为玻璃粉的主要成分,并对制备出的玻璃粉进行转变温度和耐酸耐碱性测试,确定转变温度和化学稳定性较优的玻璃粉的成分配比。使用液相还原法制备银粉,讨论反应pH和AgNO3溶液的滴加速度对银粉粒径大小及其形貌的影响,结果显示pH值为7、AgNO3溶液的滴加速度为5ml/min左右时制备出的银粉性能较优；制备出性能良好的满足太阳能电池银浆使用要求的有机载体。 使用制备出的银粉、玻璃粉和有机载体配制太阳能电池正面导电银浆,讨论了玻璃粉含量、银粉的粒径和形貌、两种不同粒径和形貌的银粉混合加入、银粉中片银的含量对银膜性能的影响,还研究了银膜的烧结工艺对其性能的影响。试验结果表明：综合考虑银膜的方阻和附着力,当银浆成分为玻璃粉含量5%,银粉含量80%(2gm的片状银粉和2μm球形银粉按质量分数5：3混合)时,烧结工艺为烧结峰值温度760℃时保温7min的条件下,所得银膜性能较优。此时,银膜方阻为3.7mΩ/,银膜附着力为7.6N。 【关键词】：太阳能电池 无铅导电银浆 银膜 导电性 附着力
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪言11-29
• 1.1 引言11-12
• 1.2 太阳能电池简介12-15
• 1.2.1 太阳能电池的基本结构和发电原理12-13
• 1.2.2 太阳能电池的研究状况与发展趋势13-15
• 1.2.2.1 太阳能电池的研究状况13-15
• 1.2.2.2 太阳能电池的发展趋势15
• 1.3 电子浆料的发展状况15-17
• 1.4 太阳能电池正面银浆及其组成材料研究进展17-25
• 1.4.1 正面银浆用银粉的研究进展17-19
• 1.4.2 正面银浆用玻璃粉的研究进展19-22
• 1.4.3 正面银浆用有机载体的研究进展22-23
• 1.4.4 正面银浆的研究进展23-25
• 1.5 银膜的导电机理25-26
• 1.6 本论文的研究意义和研究内容26-29
• 第二章 实验部分29-37
• 2.1 实验原料及设备29-30
• 2.2 实验30-33
• 2.2.1 无铅玻璃粉的制备方法30-31
• 2.2.2 微米银粉的制备方法31-32
• 2.2.3 有机载体的制备方法32
• 2.2.4 导电银浆料及银膜的制备方法32-33
• 2.3 检测方法33-37
• 2.3.1 玻璃粉的差热分析33-34
• 2.3.2 玻璃粉的X射线衍射分析34
• 2.3.3 玻璃粉的化学稳定性测试34
• 2.3.4 玻璃粉的粒度分析34-35
• 2.3.5 玻璃粉的形貌观察35
• 2.3.6 银粉的粒度测试35
• 2.3.7 银粉的形貌观察35
• 2.3.8 银粉物相分析35
• 2.3.9 银浆的细度测试35
• 2.3.10 银浆流动性的测试35
• 2.3.11 银膜方阻的测试35-36
• 2.3.12 银膜附着力测定36
• 2.3.13 银膜可焊性的测试36-37
• 第三章 太阳能电池正面银浆用原材料的制备研究37-51
• 3.1 无铅玻璃粉的制备及其性能研究37-43
• 3.1.1 不同成分玻璃粉性能的研究38-39
• 3.1.2 ZnO和SnO_2的添加对玻璃粉性能的影响39-40
• 3.1.3 银浆实验所需粒径玻璃粉的制备40-41
• 3.1.4 玻璃粉成分对银膜的附着力和方阻的影响41-42
• 3.1.5 玻璃粉的X射线衍射分析42-43
• 3.2 银粉的制备及其性能研究43-48
• 3.2.1 pH对银粉粒径大小及其形貌的影响43-45
• 3.2.2 AgNO_3溶液滴加速度对银粉粒径大小及其形貌的影响45-47
• 3.2.3 还原产物的XRD分析47-48
• 3.3 有机载体的制备48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 太阳能电池正面无铅导电银浆的制备研究51-63
• 4.1 玻璃粉含量对银膜性能的影响51-54
• 4.1.1 玻璃粉含量对银膜方阻的影响51-53
• 4.1.2 玻璃粉含量对银膜附着力的影响53-54
• 4.2 银粉的粒径和形貌对银膜性能的影响54-56
• 4.3 不同粒径和形貌的银粉混合加入对银膜性能的影响56-57
• 4.4 银粉中片银的含量对银膜性能的影响57-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第五章 银膜的烧结工艺制定及性能研究63-71
• 5.1 烧结温度对银膜性能的影响63-67
• 5.1.1 烧结温度对银膜方阻的影响64-66
• 5.1.2 烧结温度对银膜附着力的影响66-67
• 5.2 保温时间对银膜性能的影响67-69
• 5.2.1 保温时间对银膜方阻的影响67-68
• 5.2.2 保温时间对银膜附着力的影响68-69
• 5.3 本章小结69-71
• 第六章 结论71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-81
• 附录：攻读学位期间发表的论文目录81

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