CN102522141B - 一种硅太阳能电池用导电铝浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅太阳能电池用导电铝浆及其制备方法,其特点是,按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.8-2%,铝粉2号10-25%,铝粉3号2-8%,有机载体7-25%,分散剂0.5-2.5%,消泡剂0.2-0.5%,无机添加物0.5-1.5%,余量为铝粉1号。采用本发明的导电铝浆,既能保证附着力牢固,烧结后不起铝珠、不起泡,又可以解决硅片翘曲问题;同时,在生产中,单晶硅片的光电转化效率平均达到18.5%以上。该铝浆的铝粉由亚微米及铝粉和几种纳米级铝粉按比例混合而得,使用该混合铝粉得到的铝浆具有烧结无铝珠、无翘曲、附着力好、转化效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅太阳能电池用导电铝浆及其制备方法。
背景技术
近些年,随着煤炭、石油、天然气等常规能源的日益紧张,开发可再生的新能源已迫在眉睫,各国纷纷斥巨资开发各种新能源,这其中太阳能的发展最为惹人注目,而尤以太阳能电池的发展最为迅速。据统计,全球太阳能电池产业1994-2004年10年里增长了17倍,太阳能电池生产主要分布在日本、欧洲和美国。国内对太阳能电池的研究起步于1958年,目前,我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。由于我国政府极其重视太阳能发电。中国有望像美国一样,会启动一个巨大的市场。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。无疑,伴随着太阳能光伏产业的迅速成长,对电子浆料的需求也将迅速增加,尤其是高温烧结型的厚膜电子铝浆,是目前太阳能电池电极使用的主要浆料,未来厚膜电子浆料产品的市场需求将日益扩大。
现有硅基太阳能电池一般通过将含有导电性金属粉末、玻璃粉及有机载体的导电浆料印刷在硅基材上,进行干燥和烧制制备电极。太阳能电池硅基材的正面电极一般为负极,涂覆的导电浆料通常为导电银浆;背面电极一般为正极,涂覆的导电浆料通常为导电铝浆。
导电铝浆对太阳能电池的性能有着很大的影响。目前对导电铝浆料的研究主要集中在:(1)提高太阳能电池的光电转换效率;(2)铝膜在烧结后对硅基体附着力牢固,即烧结后不起铝珠、不起泡;(3)硅片烧结后不弯曲或尽可能少弯曲;(4)保证太阳电池组件和EVA胶膜。在目前的铝浆技术中,铝膜烧结后对硅基体附着力牢固,烧结后不起铝珠、不起泡,单晶硅片的光电转化效率在生产中平均达到了18%,但硅片翘曲仍然存在。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种烧结无铝珠、无翘曲、附着力好、转化效率高的硅太阳能电池用导电铝浆。
本发明的目的之二是提供一种上述铝浆的制备方法。
一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特别之处在于,按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.8-2%,铝粉2号10-25%,铝粉3号2-8%,有机载体7-25%,分散剂0.5-2.5%,消泡剂0.2-0.5%,无机添加物0.5-1.5%,余量为铝粉1号。
其中玻璃粉为无铅玻璃粉,铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为7-8微米,纯度>98%,铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-2微米,纯度>98%,铝粉3号为铝合金粉,粒径D50为400-600纳米,金属纯度>99%。
其中有机载体按质量百分含量计组成为:乙基纤维素STD-108-15%,柠檬酸三正丁酯8-35%,余量为丁基卡必醇醋酸酯。
其中玻璃粉为Bi2O3-B2O3-SiO2体系玻璃粉或者Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉。
其中玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为650-730℃。
其中分散剂为Tego710,所述消泡剂为Tego986,无机添加物为氧化锌或氧化硼。
一种硅太阳能电池用导电铝浆的制备方法,其特别之处在于,包括如下步骤:按照硅太阳能电池用导电铝浆的组成先将三种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2-4小时;取有机载体待用,再称量玻璃粉与无机添加物,加入分散剂、消泡剂以及部分20%有机载体,在搅拌机上混合均匀,其余80%有机载体与三种铝粉混合均匀,使用三辊机先辊轧含玻璃粉部分,然后加入含铝粉部分至辊轧均匀且细度小于等于15μm即可。
其中有机载体的制备方法是,按有机载体的组成添加原料,在容器中使用75℃水浴加热,并使用电动搅拌,转速为500转/分,加热搅拌4小时,直至树脂完全溶解制得有机载体。
采用本发明的导电铝浆,既能保证附着力牢固,烧结后不起铝珠、不起泡,又可以解决硅片翘曲问题;同时,在生产中,单晶硅片的光电转化效率平均达到18.5%以上。该铝浆的铝粉由亚微米及铝粉和几种纳米级铝粉按比例混合而得,使用该混合铝粉得到的铝浆具有烧结无铝珠、无翘曲、附着力好、转化效率高等优点。
具体实施方式
实施例1:
一种硅太阳能电池铝浆,按质量百分含量计组成为:
铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为7-8微米,纯度>98%,铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-2微米,纯度>98%,铝粉3号为铝合金粉(铝合金型号为3003),粒径D50为400-600纳米,金属纯度>99%。玻璃粉为无铅玻璃粉,具体是Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉,玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为650-730℃。
先将三种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合3小时;将有机载体原料乙基纤维素STD-10 11%,柠檬酸三正丁酯25%,余量为丁基卡必醇醋酸酯按比例添加,在容器中使用75℃水浴加热,并使用电动搅拌,转速为500转/分,加热搅拌4小时,直至树脂完全溶解。
称量玻璃粉与无机添加物氧化硼,加入分散剂Tego710、消泡剂Tego986以及20%有机载体,在搅拌机上混合均匀。另外80%载体与铝粉混合均匀。使用三辊机先辊轧玻璃粉部分,然后加入铝粉部分至辊轧均匀且细度小于等于15μm。
实施例2:
一种硅太阳能电池铝浆,按质量份组成为:
铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为7-8微米,纯度>98%,铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-2微米,纯度>98%,铝粉3号为铝合金粉(铝合金型号为1100),粒径D50为400-600纳米,金属纯度>99%。玻璃粉为无铅玻璃粉,具体是Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉,玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为650-730℃。
先将三种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;将有机载体原料乙基纤维素STD-1015%,柠檬酸三正丁酯15%,余量为丁基卡必醇醋酸酯按比例添加,在容器中使用75℃水浴加热,并使用电动搅拌,转速为500转/分,加热搅拌4小时,直至树脂完全溶解。
称量玻璃粉与无机添加物氧化硼,加入分散剂Tego710、消泡剂Tego986以及20%有机载体,在搅拌机上混合均匀。另外80%载体与铝粉混合均匀。使用三辊机先辊轧玻璃粉部分,然后加入铝粉部分至辊轧均匀且细度小于等于15μm。
实施例3:
一种硅太阳能电池铝浆,按质量份组成为:
铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为7-8微米,纯度>98%,铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-2微米,纯度>98%,铝粉3号为铝合金粉(铝合金型号为5005),粒径D50为400-600纳米,金属纯度>99%。玻璃粉为无铅玻璃粉,具体是Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉,玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为650-730℃。
先将三种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合3小时;将有机载体原料乙基纤维素STD-108%,柠檬酸三正丁酯35%,余量为丁基卡必醇醋酸酯按比例添加,在容器中使用75℃水浴加热,并使用电动搅拌,转速为500转/分,加热搅拌4小时,直至树脂完全溶解。
称量玻璃粉与无机添加物氧化硼,加入分散剂Tego710、消泡剂Tego986以及20%有机载体,在搅拌机上混合均匀。另外80%载体与铝粉混合均匀。使用三辊机先辊轧玻璃粉部分,然后加入铝粉部分至辊轧均匀且细度小于等于15μm。
Claims (7)
1.一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特征在于:按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.8-2%,铝粉2号10-25%,铝粉3号2-8%,有机载体7-25%,分散剂0.5-2.5%,消泡剂0.2-0.5%,无机添加物0.5-1.5%,余量为铝粉1号;
其中玻璃粉为无铅玻璃粉,铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为7-8微米,纯度>98%,铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-2微米,纯度>98%,铝粉3号为铝合金粉,粒径D50为400-600纳米,金属纯度>99%。
2.如权利要求1所述的一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特征在于:其中有机载体按质量百分含量计组成为:乙基纤维素STD-108-15%,柠檬酸三正丁酯8-35%,余量为丁基卡必醇醋酸酯。
3.如权利要求1所述的一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特征在于:其中玻璃粉为Bi2O3-B2O3-SiO2体系玻璃粉或者Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃粉。
4.如权利要求3所述的一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特征在于:其中玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为650-730℃。
5.如权利要求1所述的一种硅太阳能电池用导电铝浆,其特征在于:其中分散剂为Tego710,所述消泡剂为Tego986,无机添加物为氧化锌或氧化硼。
6.一种硅太阳能电池用导电铝浆的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按照权利要求1中硅太阳能电池用导电铝浆的组成先将三种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2-4小时;取有机载体待用,再称量玻璃粉与无机添加物,加入分散剂、消泡剂以及部分20%有机载体,在搅拌机上混合均匀,其余80%有机载体与三种铝粉混合均匀,使用三辊机先辊轧含玻璃粉部分,然后加入含铝粉部分至辊轧均匀且细度小于等于15μm即可。
7.如权利要求6所述的一种硅太阳能电池用导电铝浆的制备方法,其特征在于:其中有机载体的制备方法是,按权利要求2中有机载体的组成添加原料,在容器中使用75℃水浴加热,并使用电动搅拌,转速为500转/分,加热搅拌4小时,直至树脂完全溶解制得有机载体。
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