CN101621082A - 一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法，该浆料是通过将乙基纤维素溶于松油醇，然后加入有机溶剂添加剂，搅拌后再加入铝粉、锡粉、镓、锑粉、镁铝合金粉，经搅拌和三辊研磨机轧制而成。用该浆料制备的硅太阳能电池具有光电转换效率高，铝膜导电性良好，表面光滑，不起铝珠，不起疱，对铝片附着牢固；本发明用锡粉作为无机粘结剂，对硅片重金属离子污染极少，所制作的太阳能电池在使用过程中衰退较小。克服了现有硅太阳电池用铝浆形成的铝膜因添加玻璃粉而引起的导电性差，硅片弯曲，重金属污染硅片等问题。本产品特别适合现有硅太阳能电池生产线中的快速烧结工艺。

Description

一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导电浆料及其制备方法，更具体的说，本发明涉及一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料及其制备方法。

背景技术

硅太阳能电池属于一种清洁环保的可再生能源，随着不可再生能源的消耗，可再生能源的利用日益受到各国的重视，为国际研究的热点，大家追求的就是提高光电转换效率。而铝导电浆料用于制作硅太阳能电池的背场，影响着硅太阳能电池的光电转换效率。烧结后的铝膜必须附着牢固，硅片不弯曲，不起灰，不起铝珠，表面光滑。还需考虑硅太阳能电池在使用过程中不能因为铝浆而加速衰退，这就要求铝浆中不能或尽量少含有重金属或重金属离子。

目前现有的技术中都添加了玻璃粉或烧结后有玻璃粉成分，如申请号为200580018265.X、200610011001.1、200610011050.5、200810047523.6、200810096425.1、200810196407.0等专利，添加玻璃粉的目的是用于粘结金属粉与硅片，而玻璃粉会影响铝浆的导电性，且玻璃粉含有多种金属离子，有些金属离子在硅中的扩散远远高于铝，破坏硅片PN结，加速硅太阳能电池的衰退，同时玻璃粉属于脆性，更容易使硅片弯曲及拉伤硅片。用合适的低熔点金属粉作为无机粘结剂代替玻璃粉，可以减小玻璃粉对太阳能电池导电性的影响。针对现在硅太阳能电池的快速烧结系统，经试验证明：低熔点金属粉可以代替玻璃粉起粘结作用，而无需加玻璃粉。

本发明基于以上因素考虑，添加镁粉调节功函数，增强导电性能；锑为一种负膨胀金属，且熔点与铝接近，改善铝导电浆料在烧结形成铝膜过程中引起的弯曲；镓细化晶粒，调节导电性能；锡粉代替玻璃粉作为无机粘结剂。通过本方法制作的太阳能电池铝导电浆料具有光电转换效率高，导电性良好，对硅片重金属离子污染极少，所制作的太阳能电池在使用过程中衰退较小的特点，印刷该浆料的厚度小于180微米的125×125mm的单晶硅片弯曲小，符合生产需求，对于多晶硅片不弯曲，铝膜表面光滑，不起铝珠，不起疱，对铝片附着牢固。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，以解决现有技术中存在的上述问题，用本发明的这种导电浆料形成的铝膜具有优良的导电性，表面光滑，不起铝珠，不起疱，对铝片附着牢固；硅片重金属离子污染极少，所制作的太阳能电池在使用过程中衰退较小。

本发明的另一个目的是提供一种上述铝导电浆料的制备方法。

本发明的硅太阳能电池背场用铝导电浆料，按重量百分比该浆料由以下组分组成：

铝粉              50-70％

镓                0.1-5％

锑粉              0.1-5％

镁铝合金粉        1-20％

有机粘结剂        20-30％

无机粘结剂        1-5％

所述粉体粒度均为0.5-5微米，选用超细金属粉有利于形成致密的铝膜，从而降低电阻。

添加镁粉调节功函数，增强导电性能；锑为一种负膨胀金属，且熔点与铝接近，改善铝导电浆料在烧结形成铝膜过程中引起的弯曲；镓细化晶粒，调节导电性能；锡粉代替玻璃粉作为无机粘结剂。

所述有机粘结剂按重量百分比为乙基纤维素1-6％，松油醇为20％-50％，添加剂为40-60％，总量100％配制的透明胶液。

所述添加剂包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂中的一种或几种。

所述镁铝合金粉为镁粉与铝粉之比为1∶1-20，外加0.1-5％的硬脂酸锌作为助磨剂，混合后放入研磨罐球磨8-24小时后得到。镁为一种活泼金属，与铝粉研磨可以充分弥散，便于引入。

制备本发明的铝导电浆料的方法依次由以下步骤组成：

(a)将乙基纤维素溶于松油醇形成透明胶液，在溶解过程中加热至80-120℃加速溶解。

(b)将有机溶剂添加剂加入到上述溶剂中，搅拌均匀。

(c)镁粉与铝粉之比为1∶1-20，外加0.1-5％的硬脂酸锌作为助磨剂，混合后放入研磨罐球磨8-24小时得镁铝合金粉。

(d)将铝粉、镓、锑粉、锡粉、镁铝合金粉、有机粘结剂，混合均匀后，经三辊研磨机研磨1-10小时后得铝导电浆料，经丝网印刷、烘干、快速烧结形成太阳能电池的背场铝导电膜。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它不是对本发明的限定。

实施例1

将20克乙基纤维素溶于80克松油醇，溶解中加热至100℃充分溶解形成透明胶液备用。将20克镁粉与80克铝粉混合，外加6克硬脂酸锌，混合后放入研磨罐，球磨介质与粉体质量比为10∶1，研磨10小时后形成镁铝合金粉备用。取20克上述透明胶液，加入16克二乙二醇甲醚，6克邻苯二甲酸二丁酯，2克乙二醇甲醚，1克卵磷脂混合均匀，再加入8克锡粉，2克镓，2克锑粉，20克镁铝合金粉，123克铝粉充分搅拌润湿，然后用三辊研磨机轧制4小时形成膏状浆料。所制备的铝导电浆料在硅太阳能电池生产线上经丝网印刷、烘干、快速烧结后测得硅太阳能电池的参数为：短路电流5.27A，开路电压0.626V，填充因子77.75％，光电转换效率17.5％。烧结后不起疱，表面光滑、致密，无明显弯曲，满足硅太阳能电池组件的组装要求。

Claims (7)

1.一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，按重量百分比该浆料由以下组分组成：

铝粉           50-70％

镓             0.1-5％

锑粉           0.1-5％

镁铝合金粉     1-20％

有机粘结剂     20-30％

无机粘结剂     1-5％

2.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，其特征在于：所述粉体粒度均为0.5-5微米。

3.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，其特征在于：所述有机粘结剂按重量百分比为乙基纤维素1-6％，松油醇为20％-50％，添加剂为40-60％，总量100％配制的透明胶液。

4.根据权利要求3所述的一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料的有机粘结剂，其特征在于：所述添加剂包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，其特征在于：所述镁铝合金粉为镁粉与铝粉重量之比为1∶1-20，外加0.1-5％的硬脂酸锌作为助磨剂，混合后放入研磨罐球磨8-24小时后得到。

6.根据权利要求1所述的一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，其特征在于：所述无机粘结剂为低熔点金属粉锡粉。

7.制备权利要求1所述硅太阳能电池背场用铝导电浆料的方法，其特征在于该方法包括由以下步骤组成：

(a)将乙基纤维素溶于松油醇形成透明胶液；

(b)将有机溶剂添加剂加入到上述溶液中；

(c)制备镁铝合金粉；

(d)将铝粉、镓、锑粉、锡粉、镁铝合金粉、有机粘结剂混合均匀后，经三辊研磨机研磨后得铝导电浆料，经丝网印刷、烘干、快速烧结形成太阳能电池的背场铝导电膜。