本发明公开了一种晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂，由以下质量百分数含量的原料制成：SiO
1.一种晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂，其特征在于：由以下质量百分数含量的原料制成：SiO_2xa02-8%、B₂O_3xa015-30%、Al₂O_3xa01-6%、xa0Bi₂O_3xa030-50%、P₂O_5xa03-5%、ZnOxa05-15%、TiO_2xa01-5%、ZrO_2xa01-3%、SnO₂xa01-3%。
2.一种权利要求1所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）预混合：将制备无铅无机粘合剂的原料按比例投入混料机内，混合分散，静置；（2）干燥：将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于120-140℃中干燥；（3）高温熔炼：将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于950-1150℃熔炼，形成均一的玻璃液；（4）水淬：将高温熔融的玻璃液迅速倒入去离子水中水淬，得到块状玻璃；（5）粉碎：将水淬后的块状玻璃于120-140℃中干燥，粉碎后即得晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂。
3.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混合分散的时间为60-80min，静置时间为20-40min。
4.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中干燥的时间为180±10min。
5.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中熔炼的时间为60-90xa0min。
6.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中去离子水的温度为25±10℃。
7.根据权利要求2所述的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中粉碎采用气流磨，粒度为5-8μm。技术领域
本发明属于电子浆料技术领域，具体涉及一种晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂及其制备方法。
背景技术
太阳电池是利用太阳能发电的核心器件，而其中又以晶体硅太阳电池为商品化太阳电池的主流。晶体硅太阳电池需要通过前后电极将电流引出，其中背面银浆是制备背面电极的关键材料，通常通过丝网印刷工艺印刷于电池背面，再经高温烧结后与硅基底形成良好的结合。背面银浆的主要组分包括银粉、无机粘合剂（也称玻璃粉）、有机粘合剂和少量添加剂。其中无机粘合剂主要是由氧化物及其盐类按照一定的配比混合后，在高温条件下熔融并迅速冷却而制得。无机粘合剂的作用是负责烧结后背面电极与硅片的粘结，它既能把银粉牢固地粘在一起，又能使银电极牢固地附在硅片上。在电池烧结的过程中，当温度升至无机粘合剂的软化点时，无机粘合剂开始发生软化。随着温度的升高和时间的延长，无机粘合剂开始熔融，并形成具有流动性的熔液，促进银硅合金的形成。当温度升至银浆的烧成温度，无机粘合剂熔体与硅熔体、银熔体形成大面积熔液。降温时，各组分发生凝固，无机粘合剂存在于银粉空隙、银硅之间的空隙，将它们牢牢地结合在一起。无机粘合剂的腐蚀性要适中，腐蚀性太弱不利于银—硅合金的形成，腐蚀性太强有可能会影响晶体硅太阳电池的电性能。由于氧化铅是优良的助熔剂，以往几乎所有的太阳电池背面银浆均采用含铅无机粘合剂，但是铅对环境和健康均有害。2003年1月27日，欧盟议会和欧盟理事会通过了2002/95/EC指令，即“在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令”（Thexa0Restrictionxa0ofxa0thexa0usexa0ofxa0Certainxa0Hazardousxa0Substancesxa0inxa0Electricalxa0andxa0Electronicxa0Equipment），简称RoHS指令。基本内容是：从2006年7月1日起，在新投放市场的电子电气设备产品中，限制使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）等六种有害物质。RoHS中对六种有害物规定的浓度限制为：镉<100ppm，其它5种物质的含量<1000ppm，该限值是产品是否符合RoHS指令的法定依据。我国生产的太阳电池主要销往欧洲各国，对产品中的有害物质含量有着严格要求。为了适应浆料环保化的要求，无铅无机粘结剂是未来的重要研究方向。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环保无铅，粘结性好的太阳电池背面银浆用无机粘合剂。本发明的另一目的是提供一种简单高效的晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法。本发明提供的一种晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂，由以下质量百分数含量的原料制成：SiO_2xa02-8%、B₂O_3xa015-30%、Al₂O_3xa01-6%、xa0Bi₂O_3xa030-50%、P₂O_5xa03-5%、ZnOxa05-15%、TiO_2xa01-5%、ZrO_2xa01-3%、SnO₂xa01-3%。本发明提供的一种晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂的制备方法，包括以下步骤：（1）预混合：将制备无铅无机粘合剂的原料按比例投入混料机内，混合分散，静置；（2）干燥：将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于120-140℃中干燥；（3）高温熔炼：将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于950-1150℃熔炼，形成均一的玻璃液；（4）水淬：将高温熔融的玻璃液迅速倒入去离子水中水淬，得到块状玻璃；（5）粉碎：将水淬后的块状玻璃于120-140℃中干燥，粉碎后即得晶体硅太阳电池背面银浆用无铅无机粘合剂。上述制备方法中，所述步骤（1）中混合分散的时间为60-80min，静置时间为20-40min；所述步骤（2）中干燥的时间为180±10min；所述步骤（3）中熔炼的时间为60-90xa0min；所述步骤（4）中去离子水的温度为25±10℃；所述步骤（5）中粉碎采用气流磨，粒度为5-8μm。本发明无铅无机粘合剂的组分中，SiO₂以硅氧四面体结构形成不规则连续网络，SiO₂和Al₂O₃均可降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，调节玻璃的线膨胀系数和软化点；B₂O₃与硅氧四面体共同组成结构网络，其作用是提高玻璃的热稳定性，是良好的助熔剂，加速玻璃熔制过程；Bi₂O₃在玻璃体系中具有与PbO相当的作用，不仅可形成空间网络结构，同时可显著降低玻璃的软化温度；P₂O₅可形成空间网络结构；ZnO以锌氧八面体作为网络外体氧化物，用于提高玻璃的化学稳定性和热稳定性；TiO₂和SnO₂共同用于调整无机粘合剂的软化点，改善流平性能；ZrO₂用于提高无机粘合剂的化学稳定性，降低无机粘合剂的热膨胀系数。相对现有技术，本发明无铅无机粘合剂的优点是：本发明具有流平性优，粘结性能好，无铅、无镉，对环境友好等优点；同时本发明采用气流磨粉碎玻璃，一方面去除了传统工艺上的烘干工序，提高了生产效率，另一方面避免了玻璃球磨后烘干发生的再团聚现象，有利于无铅无机粘合剂的粒度控制。本发明应用于单晶硅太阳电池上的量产转换效率≥18.2%，应用于多晶硅太阳电池上的量产转换效率≥16.8%；应用于晶体硅太阳电池上的焊接拉力>3N（含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉）。
具体实施方式
以下实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。实施例1按质量份SiO₂xa08份，B₂O₃xa030份，Al₂O₃xa06份，Bi₂O₃xa032份，P₂O₅xa05份，ZnOxa015份，TiO₂xa01份，ZrO₂xa01份和SnO₂xa02份，投入混料机内，混合分散60xa0min，静置30xa0min。将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于120xa0℃中干燥180xa0min。将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于1100xa0℃熔炼65分钟，形成均一的玻璃液。将高温熔融的玻璃液迅速倒入25xa0℃的去离子水中水淬，得到块状玻璃。将水淬后的玻璃块于140℃中干燥，使用气流磨将无铅无机粘合剂粉碎至5xa0μm。上述所得玻璃粉的软化点为560xa0℃。将该无机粘合剂与银粉、有机粘合剂及添加剂按一定比例混合均匀，研轧配制成背面银浆，并应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.2%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥16.8%；该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接平均拉力>3N（含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉）。实施例2按质量份SiO₂xa06份，B₂O₃xa023份，Al₂O₃xa04份，Bi₂O₃xa050份，P₂O₅xa03份，ZnOxa05份，TiO₂xa05份，ZrO₂xa03份和SnO₂xa01份，投入混料机内，混合分散70xa0min，静置30xa0min。将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于140xa0℃中干燥185min。将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于1000xa0℃熔炼75分钟，形成均一的玻璃液。将高温熔融的玻璃液迅速倒入30xa0℃的去离子水中水淬，得到块状玻璃。将水淬后的玻璃块于120℃中干燥，使用气流磨将无铅无机粘合剂粉碎至5μm。上述所得玻璃粉的软化点为530xa0℃。将该无机粘合剂与银粉、有机粘合剂及添加剂按一定比例混合均匀，研轧配制成背面银浆，并应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.2%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥16.8%；该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接平均拉力>3N（含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉）。实施例3按质量份SiO₂xa02份，B₂O₃xa030份，Al₂O₃xa05份，Bi₂O₃xa040份，P₂O₅xa05份，ZnOxa010份，TiO₂xa03份，ZrO₂xa02份和SnO₂xa03份，投入混料机内，混合分散75xa0min，静置30xa0min。将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于125xa0℃中干燥190xa0min。将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于950xa0℃熔炼75分钟，形成均一的玻璃液。将高温熔融的玻璃液迅速倒入25xa0℃的去离子水中水淬，得到块状玻璃。将水淬后的玻璃块于130℃中干燥，使用气流磨将无铅无机粘合剂粉碎至6xa0μm。上述所得玻璃粉的软化点为495xa0℃。将该无机粘合剂与银粉、有机粘合剂及添加剂按一定比例混合均匀，研轧配制成背面银浆，并应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.2%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥16.8%；该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接平均拉力>3N（含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉）。实施例4按质量份SiO₂xa05份，B₂O₃xa015份，Al₂O₃xa01份，Bi₂O₃xa050份，P₂O₅xa04份，ZnOxa015份，TiO₂xa05份，ZrO₂xa02份和SnO₂xa03份，投入混料机内，混合分散80xa0min，静置30xa0min。将预混合的无铅无机粘合剂混合料分装至刚玉坩埚中，放置于数显鼓风干燥箱中，于130xa0℃中干燥175xa0min。将已干燥的无铅无机粘合剂混合料置于马弗炉中，于1050xa0℃熔炼75分钟，形成均一的玻璃液。将高温熔融的玻璃液迅速倒入20xa0℃的去离子水中水淬，得到块状玻璃。将水淬后的玻璃块于125℃中干燥，使用气流磨将无铅无机粘合剂粉碎至6xa0μm。上述所得玻璃粉的软化点为500xa0℃。将该无机粘合剂与银粉、有机粘合剂及添加剂按一定比例混合均匀，研轧配制成背面银浆，并应用于单晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥18.2%，应用于多晶硅太阳电池上的量产平均转换效率≥16.8%；该产品应用于晶体硅太阳电池上的焊接平均拉力>3N（含铅或者无铅焊带焊接，180°撕拉）。