CN102219384A - 一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法 - Google Patents

一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅基太阳能电池用背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法，包括下述步骤：步骤1)：按照下述质量百分比的原料称重：SiO2 10-20％、SrO 5-15％、Bi2O3 25-40％、B2O3 20-30％、Al2O3 5-15％、Na2O 2-5％、K2O 1-4％；步骤2)：将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在900℃-1100℃熔炼1-2小时，水淬后，烘干；步骤3)：将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得平均粒径范围为0.5um～1.5um的无机粘合剂。该无机粘合剂具有密度大、软化点低、膨胀系数小等优点；在烧结过程中，使铝粉与硅片有很好的接触，硅片弯曲度小于1.5mm。

Description

一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法。
背景技术
传统化石能源日益短缺，因超量排放二氧化碳等温室气体而引发的地球气候变化问题长期存在且愈演愈烈，越来越多国家已经认识到，能源结构的转变势在必行，太阳能光伏发电等清洁可再生能源的广泛使用已经成时代潮流。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中最具意义的技术，成为世界各国竞相研究应用的热点，其中尤以晶体硅太阳能电池最具代表。
在晶体硅太阳能电池片制备过程中，背铝浆料印刷在硅片背面，经过干燥、烧结后，在太阳能电池硅片的背面形成铝背场电极，起到表面钝化、提高电池光电转换效率的作用。
上述背铝浆料主要由铝粉、玻璃粉、有机粘合剂及添加剂组成。其中无机粘合剂的主要成分就是玻璃粉，在烧结的过程中，玻璃粉软化形成熔融的玻璃相，使铝粉与硅基体粘结在一起。
传统的无机粘合剂主要表现为密度低、软化点高、膨胀系数大等缺点，在背铝烧结过程中，背铝与硅片弯曲不能达到很好的匹配，硅片烧结后弯曲大。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法。该无机粘合剂具有密度大、软化点低(＜550℃)、膨胀系数小等优点；在烧结过程中，使铝粉与硅片有很好的接触，硅片弯曲度小于1.5mm。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一种硅基太阳能电池用背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法，其特征在于它包括以下基本步骤：
步骤1)：按照无机粘合剂的原料组成及其质量百分比称重；
SiO2 10-20％、SrO 5-15％、Bi2O3 25-40％、B2O3 20-30％、Al2O3 5-15％、Na2O 2-5％、K2O 1-4％，合计100％。
步骤2)：将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在900℃-1100℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；
步骤3)：将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得平均粒径范围为0.5um～1.5um。
本发明的方案通过调整无机氧化物的含量来调整无机粘合剂的密度、软化点和膨胀系数。其具有如下优点：
1.通过添加Bi2O3具有使玻璃熔化温度降低，软化点降低的作用；
2.Na2O、K2O的加入使玻璃更易软化；
3.SrO的加入，使玻璃有更好的浸润性；
4.该无机玻璃体系不含Pb、Cr等有害元素。
具体实施方式
本发明公开了一种硅基太阳能电池背铝浆料用无机粘合剂及其制备方法，它包括如下步骤：
步骤1)：按照无机粘合剂的原料组成及其质量百分比称重；
SiO2 10-20％、SrO 5-15％、Bi2O3 25-40％、B2O3 20-30％、Al2O3 5-15％、Na2O 2-5％、K2O 1-4％，合计100％。
步骤2)：将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在900℃-1100℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；
步骤3)：将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得平均粒径范围为0.5um～1.5um。
以下结合具体实施实例进一步说明本发明的制备过程，具体实施办法见下表：
  组分  实施例1   实施例2   实施例3  实施例4   实施例5
  SiO2   10   16   20   17   18
  SrO   12   5   15   7   10
  Bi2O3   35   28   34   40   25
  B2O3   25   30   20   21   28
  Al2O3   15   15   5   10   13
  NaO   2   2   5   2   4
  K2O   1   4   1   3   2
  合计   100   100   100   100   100
  熔炼温度(℃)   950   1100   1000   900   1050
  熔炼时间(h)   2   3   2.5   2   3
对该无机粘合剂做性能做测试，测试性能见下表：
Figure BDA0000052446880000031
由上表可知，本发明粘合剂与传统的粘接剂相比具有密度高、软化点低、膨胀系数小的特点，能够使玻璃更易软化；从而使玻璃有更好的浸润性。

Claims (2)

1.一种硅基太阳能电池用背铝浆料用无机粘合剂，其特征在于，该粘合剂由下述质量百分比的原料制备而成：
SiO2 10-20％、SrO 5-15％、Bi2O3 25-40％、B2O3 20-30％、Al2O3 5-15％、Na2O 2-5％、K2O 1-4％。
2.一种硅基太阳能电池用背铝浆料用无机粘合剂的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
步骤1)：按照下述质量百分比的原料称重：
SiO2 10-20％、SrO 5-15％、Bi2O3 25-40％、B2O3 20-30％、Al2O3 5-15％、Na2O 2-5％、K2O 1-4％；
步骤2)：将称量的组分混合均匀，转入瓷坩埚中，在900℃-1100℃熔炼2-3小时，水淬后，烘干；
步骤3)：将烘干的物质经粉碎、行星式球磨机球磨、干燥、过滤；制得平均粒径范围为0.5um～1.5um的无机粘合剂。
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