PDF《纳米 犃犵ز犆狌 粉在多晶硅太阳能电池银浆中的应用》

6 5%. T h i sv e r i f i e dt h a t t h eu s eo f c h e a p e rC un a n o p a r t i c l e s t or e p l a c ep a r t o f t h eA gn a n o p a r t i c l e sw a sa b l e t os l i g h t l y i m p r o v e t h ee f f i c i e n c yo f t h ep h o t o e l e c t r i cc o n v e r s i o no f t h eb a t t e r y . :silvercoppern a n o p a r t i c l e s ;

g r e e ns y n t h e s i s ;

s c r e e n p r i n t i n g ;

X r a y p h o t o e l e c t r o ns p e c t r o s c o p y ;

s o l a rc e l l s

0 引言 在众多的太阳能电池中, 晶体硅太阳能电池由 于其无毒、 资源丰富和稳定性良好及其技术的成熟 度高等优势而在商用电池中扮演着吃重的角色[ 1] , 目前仍占据光伏市场的

7 0% 以上.晶体硅太阳电 池的实验室效率已超过2 5%, 组件的效率也已超过

2 2%.但是与昂贵的成本相比, 晶体硅太阳电池转 换效率的发展空间依旧很大, 在降低成本的同时, 进 一步提 高晶体硅太阳电池的转化效率已迫在眉睫[

2 ] .在多晶硅太阳能电池的生产工艺中, 丝网印 刷制备正电极通常是最后一个步骤, 这一步骤是指 将正面浆料配置好后, 利用丝网印刷将浆料刷至太 阳能电池片正表面, 在其上形成一种特定的栅线结 构, 栅线的作用是将光照下 p n结产 生的 电子和空 穴收集, 并传输至外电路中, 电极在刷好后还需要经 过烧结步骤, 烧结完成后正太阳能电池片才算制备 完成.在多晶硅太阳能电池的生产成本中, 成本主 要来自于硅片和电极浆料, 由于多晶硅制造成本低, 含银电极浆料的成本较高, 本文通过利用成本较低 的铜来取代部分银, 期望达到降低生产成本的效果.

1 实验 实验所使用浆料包括工业中使用的银浆、 纳米 级AgCu粉末[

3 ] .银浆是工业上已配置好的导电 银浆, 里面主要是导电相的银颗粒, 占整个银浆相对 质量密度的8 0%~9 0%, 另外还有无机粘结相的玻 璃粉, 含有非金属S i 、 金属 P b和Te等, 占整个银浆 相对质量密度的2%~1 0%, 此外还有一些有机载 体, 占整个银浆相对质量密度的 5%~1 5%.实验 中, 重点研究的对象是导电相的银颗粒与无机粘结 相, 它们在正电极导电中起关键作用, 而有机载体的 主要作用是赋予银浆中各组分一定的印刷性和存放 性, 本文不予讨论[ 4] . 1.

1 纳米级 绐醴勰┑闹票 纳米级 A g C u粉末是和 R. K.M a n d a l教授合 作制备的.M a n d a l和他的团队最近主要研究的课 题是具有纳米结构金属的合成和表征, 制备的 A g C u粉末的直径在数十纳米范围内. 在磁力 搅拌下, 将40mL米浆淀粉与40mL(0.

0 1 m o l / d m

3 ) C u( NO 3)

2 ・3 H2O 水溶液混合. 在该 溶液(蓝色)中加入4mL( 0.

0 1 m o l / d m

3 ) N a OH 溶液 并进行磁力搅拌, 得到蓝色溶液. 然后, 滴加4 0m L( 2m o l / d m

3 ) 水合肼溶液, 观察各种 颜色( 橙色, 浅棕色, 最终为深褐色) .将所得 C u N P 悬浮液搅拌约0. 5h以完成反应.在CuNP悬浮液 中逐滴加入含有1 0m L( 0.

0 1m o l / d m

3 ) A g NO

3 的 溶液, 以获得 C u A g合金 N P形成.初始红棕色逐 渐变为黑棕色.在反应烧瓶的底部或侧壁上未观察 到沉淀. 将NP悬浮液以10000r/min离心10m i n, 得到 A g C u合金 N P粉末. 1.

2 带有纳米 绐醴壅嬉闹票 实验所用的银浆为工业上已经配置好的导电银 浆, 银浆里面已具备无机粘结相, 也称玻璃粉, 因此 不需要另外准备玻璃粉. 用电子天平称取一定量的工业银浆 g,将称 好的银浆 转移到石英研钵中, 接着利用移液枪取犊mL松油醇, 将量好体积的松油醇滴入装有银浆的 研钵中, 开始研磨, 研磨5m i n直至银浆与松油醇完 全混合均匀, 接着用电子天平称取 /10g的纳米 A g C u粉, 将粉末倒入银浆和松油醇的混合物质中, 继续研磨5m i n , 直至纳米粉也完全溶于整个浆 料中. 经过不断调试, 发现当 亍 犊为9. 3~1 2.