CN102522142A - 一种硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法,其特点是,按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.6-2.5%,铝粉2号20-30%,有机载体12-20%,溶剂3-8%,分散剂0.4-2.5%,无机添加物0.6-1.5%,余量为铝粉1号。本发明提供了一种导电铝浆,其烧结温度低,高温区时间短,既节约了能源,又能够达到较高的光电转化效率。经过试用证明本方法制备的铝浆平均光电转化效率大于18.5%。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅太阳能电池用导电浆料及其制备方法。
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。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种烧结温度低、转化效率高的硅太阳能电池用导电浆料;
本发明的目的之二是提供一种上述导电浆料的制备方法。
一种硅太阳能电池用导电浆料,其特别之处在于,按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.6-2.5%,铝粉2号20-30%,有机载体12-20%,溶剂3-8%,分散剂0.4-2.5%,无机添加物0.6-1.5%,余量为铝粉1号。
其中玻璃粉为低熔点无铅玻璃粉,按质量百分含量计组成为:BaCO35-10%,SiO2 11-25%,BaO 20-40%,Al2O3 1-8%,Bi2O3 2-5%,ZnO 1-5%,KCO3 0-2%,余量为B2O3。
其中玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为590-650℃。
其中铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为4-6微米,纯度>98%;铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-3微米,纯度>98%。
其中有机载体按质量百分含量计组成为乙基纤维素STD-4为10-20%,丁基卡必醇为80-90%;分散剂为Tego 610s和BYK-111的混合物并且Tego610s的量不超过BYK 111;无机添加物为碳酸镁、二氧化硅和氧化硼,其中按重量计碳酸镁∶二氧化硅∶氧化硼=0.2-1∶0.3-1∶1;溶剂为为丁基卡必醇。
一种硅太阳能电池用导电浆料的制备方法,其特别之处在于,包括如下步骤:按照权利要求1的配比,先将两种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;再取有机载体待用,然后称量玻璃粉与无机添加物,加入分散剂以及10-30%的有机载体,在搅拌机上混合均匀,其余有机载体与两种铝粉混合均匀,再加入溶剂丁基卡必醇混合均匀,使用三辊机先辊轧含玻璃粉部分,然后加入含铝粉部分辊轧至均匀且细度小于等于15μm。
其中玻璃粉采用以下方法制备,先将玻璃粉的原料按照权利要求2的配比混合均匀,装入瓷坩埚中,再放入硅碳棒炉升温预热到550~650℃后保温半小时,再升至1000~1100℃熔炼半小时,水浮过滤,将得到的玻璃珠装入球磨罐,球磨至少48h,过滤烘干得到中值粒径D50为0.5-4μm的玻璃粉。
其中有机载体是将溶剂丁基卡必醇和树脂乙基纤维素STD-4按权利要求5的比例添加,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3小时,直至树脂完全溶解。
本发明提供了一种导电铝浆,其烧结温度低,高温区时间短,既节约了能源,又能够达到较高的光电转化效率。经过试用证明本方法制备的铝浆平均光电转化效率大于18.5%。
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:
玻璃粉的成分为:BaCO3 5%,SiO2 11%,BaO 20%,Al2O3 8%,Bi2O32%,ZnO 2%,KCO3 2%,余量为B2O3。
玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm。熔点为630℃。
先将两种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;将溶剂丁基卡必醇和树脂乙基纤维素STD-4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3小时,直至树脂乙基纤维素STD-4完全溶解,制备成有机载体。
称量玻璃粉与无机添加物(配方中的氧化镁、碳酸镁、二氧化硅),加入分散剂(配方中的610s和111)以及20%载体,在搅拌机上混合均匀。另外80%载体与两种铝粉混合均匀,再加入溶剂丁基卡必醇混合均匀。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:
玻璃粉的成分为:B2O3 20%,BaCO3 5%,SiO2 24%,BaO 40%,Al2O3 1%,Bi2O3 5%,ZnO 5%。玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm。熔点为590℃。
先将铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;将溶剂丁基卡必醇和树脂乙基纤维素STD-4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3小时,直至树脂乙基纤维素STD-4完全溶解,制备成有机载体。
称量玻璃粉与无机添加物(配方中的氧化镁、碳酸镁、二氧化硅),加入分散剂(配方中的610s和111)以及30%载体,在搅拌机上混合均匀。另外70%载体与两种铝粉混合均匀,再加入溶剂丁基卡必醇混合均匀。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:
先将铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;将溶剂丁基卡必醇和树脂乙基纤维素STD-4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3小时,直至树脂乙基纤维素STD-4完全溶解,制备成有机载体。
称量玻璃粉与无机添加物(配方中的氧化镁、碳酸镁、二氧化硅),加入分散剂(配方中的610s和111)以及15%载体,在搅拌机上混合均匀。另外85%载体与两种铝粉混合均匀,再加入溶剂丁基卡必醇混合均匀。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15μm。
Claims (8)
1.一种硅太阳能电池用导电浆料,其特征在于,按质量百分含量计组成为:玻璃粉0.6-2.5%,铝粉2号20-30%,有机载体12-20%,溶剂3-8%,分散剂0.4-2.5%,无机添加物0.6-1.5%,余量为铝粉1号。
2.如权利要求1所述的一种硅太阳能电池用导电浆料,其特征在于:其中玻璃粉为低熔点无铅玻璃粉,按质量百分含量计组成为:BaCO35-10%,SiO2 11-25%,BaO 20-40%,Al2O3 1-8%,Bi2O3 2-5%,ZnO 1-5%,KCO3 0-2%,余量为B2O3。
3.如权利要求2所述的一种硅太阳能电池用导电浆料,其特征在于:其中玻璃粉的中值粒径D50为0.5-4μm,熔点为590-650℃。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的一种硅太阳能电池用导电浆料,其特征在于:其中铝粉1号为球形铝粉,粒径D50为4-6微米,纯度>98%;铝粉2号为球形铝粉,粒径D50为1-3微米,纯度>98%。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的一种硅太阳能电池用导电浆料,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-4为10-20%,丁基卡必醇为80-90%;
分散剂为Tego 610s和BYK-111的混合物并且Tego 610s的量不超过BYK 111;
无机添加物为碳酸镁、二氧化硅和氧化硼,其中按重量计碳酸镁∶二氧化硅∶氧化硼=0.2-1∶0.3-1∶1;
溶剂为为丁基卡必醇。
6.一种硅太阳能电池用导电浆料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按照权利要求1的配比,先将两种铝粉按比例称量,加入滚瓶机中混合2小时;再取有机载体待用,然后称量玻璃粉与无机添加物,加入分散剂以及10-30%的有机载体,在搅拌机上混合均匀,其余有机载体与两种铝粉混合均匀,再加入溶剂丁基卡必醇混合均匀,使用三辊机先辊轧含玻璃粉部分,然后加入含铝粉部分辊轧至均匀且细度小于等于15μm。
7.如权利要求6所述的一种硅太阳能电池用导电浆料的制备方法,其特征在于:其中玻璃粉采用以下方法制备,先将玻璃粉的原料按照权利要求2的配比混合均匀,装入瓷坩埚中,再放入硅碳棒炉升温预热到550~650℃后保温半小时,再升至1000~1100℃熔炼半小时,水浮过滤,将得到的玻璃珠装入球磨罐,球磨至少48h,过滤烘干得到中值粒径D50为0.5-4μm的玻璃粉。
8.如权利要求6所述的一种硅太阳能电池用导电浆料的制备方法,其特征在于:其中有机载体是将溶剂丁基卡必醇和树脂乙基纤维素STD-4按权利要求5的比例添加,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3小时,直至树脂完全溶解。
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