CN102243901B - 不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法，所述浆料由一定重量份比的铝粉、有机载体、单质硼单质镓的一种或两种的混合物混合研磨制备而成。用该浆料制备的硅太阳能电池光电转换效率高，不起铝珠、铝泡，对硅片附着牢固，硅片变形小；本发明不含无机粘结剂，所制作的太阳能电池电性能好、在使用过程中衰减较小，克服了现有硅太阳能电池因铝背场浆料含有无机粘接剂而引起的电性差，硅片弯曲，重金属污染硅片等问题。

Description

不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种硅太阳能电池浆料及其制备方法，尤其是不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法。

背景技术

硅太阳能电池生产过程中，富含金属铝（Al）的铝背场用浆料通常被丝网印刷在硅（Si）片的背面并进行干燥，随后在高于铝熔点的温度下烧结，形成Al-Si熔体，冷却后形成的铝的硅外延生长层，此层通常被称为背面层，也称之为铝背场。

烧结后形成的铝背场，必须附着牢固、不落灰，硅片变形小，不产生铝珠、铝泡。现有技术大都添加玻璃粉或烧结后能形成玻璃成分的物质作为无机粘接剂，将铝与硅粘接为一体，以提高铝背场的附着力，专利CN100446277C、CN100463229C、CN101304049A 、CN101425545B、CN101345263B、CN101615637B、CN101984493A就是此类技术的典型代表。玻璃粉多为无机氧化物，导电性能差，引入后会降低铝背场的电性能；玻璃粉含有多种金属离子，有些金属成分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减；玻璃粉膨胀系数远远大于硅片，易使硅片弯曲变形，甚至使硅片破碎；大多数玻璃粉中含有氧化铅等物质对环境有污染。发明专利CN101621082B，虽选用低熔点的锡粉代替玻璃粉，作为无机粘结剂应用于铝背场用浆料，缓解了玻璃粉对铝背场的不良影响，但锡作为一种杂质元素，对铝背场性能多少都有影响。在一次偶然的试验中发现，铝背场用浆料没有无机粘接剂，通过共烧结一样能形成附着力优越的铝背场，经过多次反复试验后，此现象依然得到验证。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法，以解决现有技术中因含有无机粘接剂而存在的上述问题。采用本发明浆料所形成的铝背场，导电性优良，表面光滑，不起铝珠、铝泡，附着牢固；硅片金属离子污染极少，所制作的太阳能电池在使用过程中衰减小。

为降低铝背场产生铝珠、铝泡的机率，提高硅太阳能电池电性能，本发明的浆料中引入单质硼、单质镓为细化剂，烧结过程中细化金属铝的晶粒。

细粒度球形铝粉可提高铝背场的烧结密度，从而提高硅太阳能电池的电性能。

本发明公开了一种硅太阳能电池铝背场用浆料，其特征在于这种浆料由铝粉、有机载体、单质硼单质镓的一种或两种的混合物混合制备而成，上述各组分的重量份比如下：

铝粉                                                                        55～85份

有机载体                                                                15～30份

单质硼单质镓的一种或两种的混合物                0.1～5份

所述铝粉为球形，粒度为0.5～8μm； 

所述有机载体由聚合物和有机溶剂混合溶解而成，所述聚合物为乙基纤维素、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物；所述有机溶剂为苯甲醇、松油醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、卵磷脂、二乙二醇乙醚中的一种或几种的混合物。

（此段删除）

制备本发明的硅太阳能电池铝背场用浆料的方法依次由以下步骤组成： 

（1）将聚合物溶于有机溶剂中，形成有机载体；

（2）将铝粉、有机载体、单质硼单质镓的一种或两种的混合物混合均匀；

（3）经三辊研磨机研磨，制成硅太阳能电池铝背场用浆料。

具体实施方式

下面结合具休实施事例，进一步阐述本发明。

实施例1  

将15克乙基纤维素、5克酚醛树脂，加到10克松油醇、60克二乙二醇丁醚、10克柠檬酸三丁酯的混合溶液中，并于50℃～80℃下分散混合均匀，形成清彻透明有机载体备用；取18克上述有机载体，加入78克铝粉，2克单质镓，充分混合均匀，然后用三辊研磨机研磨制3次制成硅太阳能电池铝背场用浆料。

实施例2

将15克乙基纤维素加到30克松油醇、40克二乙二醇丁醚、5克柠檬酸三丁酯的混合溶液中，并于50℃～80℃下分散混合均匀，形成清彻透明有机载体备用；取20克上述有机载体，加入75克铝粉，2克单质镓，充分混合均匀，然后用三辊研磨机研磨制3次制成硅太阳能电池铝背场用浆料。

实施例3 

将15克乙基纤维素、5克聚乙烯醇缩丁醛，加到10克松油醇、60克二乙二醇丁醚、10克柠檬酸三丁酯的混合溶液中，并于50℃～80℃下分散混合均匀，形成清彻透明有机载体备用；取20克上述有机载体，加入70克铝粉，2克单质硼，充分混合均匀，然后用三辊研磨机研磨制3次制成硅太阳能电池铝背场用浆料。

将制备的硅太阳能电池铝背场用浆料，在硅太阳能电池生产线上经丝网印刷、烘干、共烧结形成硅太阳能电池片后，观察硅太阳能电池片表面状态并测量弯曲度、短路电流（Isc），开路电压（Voc），填充因子（FF），光电转换效率。

测定的各项性能平均值如表1所示：

表1

指标	表面状态	下弯(mm)	Isc(A)	Voc(V)	FF%	效率%
							实施例1	不落灰，无铝珠、铝泡	＜1mm	5.37	0.615	79.0	16.85
实施例2	不落灰，无铝珠、铝泡	＜1mm	5.34	0.619	78.6	16.68
							实施例3	不落灰，无铝珠、铝泡	＜1mm	5.34	0.617	78.5	16.72

如表1所示，采用本发明制备的硅太阳能电池铝背场用浆料，所生产的硅太阳能电池，表面状态好，弯曲小，电性能优越，满足硅太阳能电池组件的组装要求。

Claims (5)

1.一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料，其特征在于这种浆料由铝粉、有机载体、单质硼单质镓的一种或两种的混合物混合制备而成，上述各组分的重量份比如下：

铝粉                                                                        55～85份

有机载体                                                                15～30份

单质硼单质镓的一种或两种的混合物                0.1～5份。

2.根据权利要求l所述的一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料，其特征在于：所述铝粉粒度为0.5～8μm。

3.根据权利要求l所述的一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料，其特征在于：所述铝粉为球形。

4.根据权利要求l所述的一种不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料，其特征在于：所述有机载体由聚合物和有机溶剂混合溶解而成，所述聚合物为乙基纤维素、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物；所述有机溶剂为苯甲醇、松油醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰化柠檬酸三丁酯、卵磷脂、二乙二醇乙醚中的一种或几种的混合物。

5.制备权利要求1所述不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料的方法，其特征在于该方法由以下步骤组成：

（1）将聚合物溶于有机溶剂中，形成有机载体；

（2）将铝粉、有机载体、单质硼单质镓的一种或两种的混合物混合均匀；

（3）经三辊研磨机研磨，制成硅太阳能电池铝背场用浆料。