CN102360585A - 一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆及制备方法，铝浆由以下重量份数的组分构成：铝粉60～80份，有机载体15～40份，无机粘合剂2～5份；铝粉的粒径为1～10um；本发明所解决的技术问题提供一种能够提高硅太阳能电池片转换效率铝浆及制备方法。本发明使太阳能电池片的转换效率平均提高1份，电性能也有所提高，外观形貌也符合太阳能电池要求。

Description

一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆及制备方法

技术领域

本发明涉及一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆及制备方法。

背景技术

在硅太阳能电池的制备过程中，铝浆通过丝网印刷的方式，印刷在太阳能电池片的背面，经过烘干和烧结工艺，在太阳能电池背面形成一层致密的铝薄膜层，它的主要作用是形成背电场、消除表面缺陷、湮灭PN结、反射太阳光线等。所以铝膜对提高太阳能电池片的电性能、尤其对太阳能电池的转换效率起着非常重要的作用。

硅太阳能电池用铝浆组分是由铝粉、无机粘合剂玻璃粉及有机载体组成，其中有机载体是一种有机粘合剂，它的作用是在存储的状态下，使铝浆中的其他固体组分保持均匀分布的悬浮状态，使铝浆具有合适的粘度和触变性，在丝网印刷的过程中，使铝浆具有良好的过网性以便铝浆浆料均匀涂布于太阳能电池的表面，在烘干过程中，有机载体中的部分成分有梯度的挥发掉，而剩下的成分能使烘干后的铝膜附着于硅片背面不脱落，在烧结过程中，有机载体能够逐渐完全挥发，残留和碳化要尽可能少。无机粘合剂玻璃粉的主要作用是，在烧结过程中，有机载体逐步挥发完，这时玻璃粉将软化形成熔融状态，将铝粉颗粒充分浸润，形成紧密接触，帮助铝粉和硅片表面形成良好的欧姆接触。

本发明提出一种了铝浆组分，它所含有的玻璃粉除了粘接铝粉和硅片的作用外，还可以对形成太阳能电池片的背电场起作用。

在其他铝浆组分和铝浆工艺不变的情况下，用两种不同型号的玻璃粉混合而成的无机粘合剂可以提高硅太阳能电池片转换效率1份以上。铝粉是铝浆中的导电物质，经过烧结，和硅表面形成欧姆接触，形成背电场。

现有的铝浆，分别用型号为Ts012和Ts0015两种玻璃粉作为无机粘合剂，这两种玻璃粉配合不同的其他铝浆组分和工艺，虽然也能达到太阳能电池对铝浆的要求，但是在提高太阳能电池转换效率方面似乎已达到各自的极限，不能再有所提高。

发明内容

本发明所解决的技术问题为提供一种能够提高硅太阳能电池片转换效率铝浆及制备方法。

本发明的技术解决方案：

一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆，其特殊之处在于：所述铝浆组分由以下重量份数的组分构成：

铝粉                60～80份，

有机载体            15～40份，

无机粘合剂          2～5份；

所述铝粉的粒径为1～10um；

所述有机载体由以下重量份数的组分构成：

松油醇              30～60份，

苯甲醇              10～20份，

丁基卡必醇醋酸酯    0～10份，

二乙二醇丁醚        10～30份，

乙基纤维素          1～10份，

酚醛树脂            1～10份，

201甲基硅油         1～2份，

卵磷脂              1～2份；

所述无机粘合剂包括按照2∶1的比例混合的Ts012玻璃粉和Ts0015玻璃粉；

所述Ts012玻璃粉由以下重量份数的组分构成：

三氧化二铋        40～70份，

氧化锌            5～20份，

三氧化二硼        10～30份，

氧化钙            1～10份，

三氧化二铝        1～10份，

氧化镁            1～5份，

铟粉              1～2份；

所述Ts0015玻璃粉由以下重量份数的组分构成：

三氧化二铋        50～80份，

三氧化二硼        20～30份，

三氧化二铝        1～10份，

氧化锌            5～20份，

二氧化硅          1～10份。

一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】有机载体的制备：

1.1】按重量份数取以下组分：松油醇30～60份，苯甲醇10～20份，丁基卡必醇醋酸酯0～10份，二乙二醇丁醚10～30份，乙基纤维素1～10份，酚醛树脂1～10份，201甲基硅油1～2份，卵磷脂1～2份；

1.2】将上述配好的有机载体各组分放入水浴加热锅中，在85℃下搅拌加热至乙基纤维素和酚醛树脂完全溶解，取出，过筛，静置，制成有机载体；

2】无机粘合剂的制备：

2.1】取以下重量份数的组分：三氧化二铋40～70份，氧化锌5～20份，三氧化二硼10～30份，氧化钙1～10份，三氧化二铝1～10份，氧化镁1～5份，铟粉1～2份；搅拌均匀，130℃～150℃干燥，然后在900℃～1200℃熔炼，淬水后烘干，再研磨至10um以下，再次烘干得到Ts012玻璃粉成品，其中软化温度在530℃，

2.2】取以下重量份数的组分：三氧化二铋50～80份，三氧化二硼20～30份，三氧化二铝1～10份，氧化锌5～20份，二氧化硅1～10份；搅拌均匀，130℃～150℃干燥，然后在900℃～1200℃熔炼，淬水后烘干，再研磨至10um以下，烘干得到Ts0015玻璃粉，玻璃粉软化温度控制在550℃；

2.3】按照重量比2∶1的比例将Ts012玻璃粉和Ts0015玻璃粉混合；

3】铝浆组分的制备：

取铝粉60～80份，步骤1】中的有机载体15～40份，步骤2】中的无机粘合剂2～5份搅拌均匀，再研磨至细度达到12um以下，粘度为25～35pa.s，得到太阳能电池用铝浆组分。

本发明所具有的优点：

1、本发明通过将两种玻璃粉Ts012玻璃粉和Ts0015玻璃粉按照2∶1的比例混合使用，配合其他铝浆组分和工艺，使太阳能电池片的转换效率平均提高1份，而其电性能也有所提高，外观形貌也符合太阳能电池要求。

2、本发明不改变原有铝浆工艺流程，实施方便，节约成本。

3、本发明的铝浆在提高转换效率的同时，不影响其他性能指标。

具体实施方式

以下通过实例来说明本发明的具体实施：

有机载体的制备(按重量份数)：松油醇35份，苯甲醇10份，丁基卡必醇醋酸酯25份，二乙二醇丁醚30份，乙基纤维素5份，酚醛树脂3份，201甲基硅油1份，卵磷脂1份，组成总重量100份，以上物质混合放入水浴锅中加热至85℃，搅拌4小时，至乙基纤维素、酚醛树脂等完全溶解，冷却取出，800目过筛，静置24小时，制成有机载体。

玻璃粉的制备(按重量份数)：

Ts012：三氧化二铋(Bi2O3)50份，氧化锌(ZnO)20份，三氧化二硼(B2O3)10份，氧化钙(CaO)5份，三氧化二铝(Al2O3)3份，氧化镁(MgO)1份，铟粉1份组成总重量100份，Ts0015：三氧化二铋(Bi2O3)70份，三氧化二硼(B2O3)20份，三氧化二铝(Al2O3)2份，氧化锌(ZnO)5份，二氧化硅3份组成总重量100份。以上两种型号的氧化物分别放入混料机中搅拌均匀，装入瓷坩埚中，置于烘箱中150℃干燥6小时，然后放入高温炉中900℃熔炼2小时，淬水后烘干，在研磨机中研磨至10um以下，烘干得到玻璃粉成品，其中型号为Ts012的玻璃粉软化温度控制在530℃。型号为Ts0015的玻璃粉软化温度控制在550℃。然后再将两种玻璃粉按Ts012两份和Ts0015一份的比例混合搅拌均匀制成两种玻璃粉的混合物。

铝浆制备(按重量份数)：规格5～6um玻璃粉75份，有机载体23份，玻璃混合物2份。将以上物质放入混料机中搅拌均匀，再放入三辊研磨机中研磨，至细度达到12um以下，粘度为25～35pa.s，制成太阳能电池用铝浆。

以上制得的铝浆在多晶硅太阳能电池片产线上，按现行工艺流程，经丝网印刷、烘干、烧结(烧结峰值温度900℃)得到的太阳能电池片(多晶片规格：156X156mm)表面无脱落、无鼓包、无铝珠、翘曲小，符合厂家要求。测试300片，取平均值，主要电性能参数如表1：

表1

同样工艺条件下，同样的铝浆组分配比，分别单独使用Ts012和Ts0015制得的铝浆，在相同的多晶太阳能生产线上分别测试300片，取平均值，Ts012主要电性能参数如表2，Ts0015主要电性能参数如表3，：

表2

表3

Claims (2)

1.一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆，其特征在于：所述铝浆组分由以下重量份数的组分构成：

铝粉              60～80份，

有机载体          15～40份，

无机粘合剂        2～5份；

所述铝粉的粒径为1～10um；

所述有机载体由以下重量份数的组分构成：

松油醇              30～60份，

苯甲醇              10～20份，

丁基卡必醇醋酸酯    0～10份，

二乙二醇丁醚        10～30份，

乙基纤维素          1～10份，

酚醛树脂            1～10份，

201甲基硅油         1～2份，

卵磷脂              1～2份；

所述无机粘合剂包括按照2∶1的比例混合的Ts012玻璃粉和Ts0015玻璃粉；

所述Ts012玻璃粉由以下重量份数的组分构成：

三氧化二铋        40～70份，

氧化锌            5～20份，

三氧化二硼        10～30份，

氧化钙            1～10份，

三氧化二铝        1～10份，

氧化镁            1～5份，

铟粉              1～2份；

所述Ts0015玻璃粉由以下重量份数的组分构成：

三氧化二铋        50～80份，

三氧化二硼        20～30份，

三氧化二铝        1～10份，

氧化锌            5～20份，

二氧化硅          1～10份。

2.一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】有机载体的制备：

1.1】按重量份数取以下组分：松油醇30～60份，苯甲醇10～20份，丁基卡必醇醋酸酯0～10份，二乙二醇丁醚10～30份，乙基纤维素1～10份，酚醛树脂1～10份，201甲基硅油1～2份，卵磷脂1～2份；

1.2】将上述配好的有机载体各组分放入水浴加热锅中，在85℃下搅拌加热至乙基纤维素和酚醛树脂完全溶解，取出，过筛，静置，制成有机载体；

2】无机粘合剂的制备：

2.1】取以下重量份数的组分：三氧化二铋40～70份，氧化锌5～20份，三氧化二硼10～30份，氧化钙1～10份，三氧化二铝1～10份，氧化镁1～5份，铟粉1～2份；搅拌均匀，130℃～150℃干燥，然后在900℃～1200℃熔炼，淬水后烘干，再研磨至10um以下，再次烘干得到Ts012玻璃粉成品，其中软化温度在530℃，

2.2】取以下重量份数的组分：三氧化二铋50～80份，三氧化二硼20～30份，三氧化二铝1～10份，氧化锌5～20份，二氧化硅1～10份；搅拌均匀，130℃～150℃干燥，然后在900℃～1200℃熔炼，淬水后烘干，再研磨至10um以下，烘干得到Ts0015玻璃粉，玻璃粉软化温度控制在550℃；

2.3】按照重量比2∶1的比例将Ts012玻璃粉和Ts0015玻璃粉混合；

3】铝浆组分的制备：

取铝粉60～80份，步骤1】中的有机载体15～40份，步骤2】中的无机粘合剂2～5份搅拌均匀，再研磨至细度达到12um以下，粘度为25～35pa.s，得到太阳能电池用铝浆组分。