CN102522141B - 一种硅太阳能电池用导电铝浆及其制备方法 - Google Patents

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

一种硅太阳能电池用导电铝浆及其制备方法

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。