CN103730207A

CN103730207A - 一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法

Info

Publication number: CN103730207A
Application number: CN201310605933.9A
Authority: CN
Inventors: 袁宏亮
Original assignee: NEOVOLTAIC ENERGY NANTONG CO Ltd
Current assignee: JIANGSU HUIZHI ENERGY ENGINEERING TECHNOLOGY INNOVATION RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: CN103730207B

Abstract

本发明提供了一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，属于太阳能电池制造技术领域。包括如下步骤：取丙烯酸树脂、二甲酚树脂、环氧树脂、乙二醇、二乙二醇一乙醚、过硫酸胺丁氧基乙酯、二甲基聚硅氧烷、1,3-丙二硫醇、有机溶剂、分散剂，混合均匀，升温，得到混合溶剂；取铝粉、氧化锌晶须，混合均匀后，研磨，得到混合粉体；将混合溶剂加热，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度<20μm，即可。本发明提供的单晶硅太阳能电池用铝浆制备出太阳能电池后，其翘曲率小，转化率高。其光电转换效率可以达到17.9%以上，电池片的翘曲度mm可以控制在1.40mm以下。

Description

一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法

技术领域

本发明提供了一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，属于太阳能电池制造技术领域。

背景技术

单晶硅太阳能电池,是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，是当前开发得最快的一种太阳能电池。它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。近5年来，中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年1.07％增长到2008年的近15％。总体来看，中国太阳能电池的国际市场份额和技术竞争力大幅提高。在产业布局上，中国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。

理论上单晶硅太阳电池的最高光电转换效率为30%，多晶硅太阳电池的最高效率为24%。目前，单晶硅太阳电池的最高转换效率在实验室里已有了很大提高，为24.7%，接近最高效率值。而多晶硅太阳电池由于存在很多的晶界，这些晶界所形成的复合中心，导致了多晶硅的光伏转换效率还远远低于单晶硅，光电转换效率为19.8%。工业化生产时效率低于实验室效率，目前太阳能工业化生产效率单晶硅≥17％、多晶硅≥16%。太阳能电池的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关，其中，有些因素由太阳能电池的基本物理决定的，有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上讲，应该以下几方面着手：

1. 减小太阳能电池薄膜光反射的损失；2. 降低PN结的正向电流；3. PN结的空间电荷区宽度减小，并减少空间电荷区的复合中心；4. 提高硅晶体中少数载流子寿命，即减小重金属杂质含量和其它复合中心的杂质，晶体结构缺陷等；5. 采取太阳能电池硅晶体区厚度和其它结构参数。

为了输出硅太阳电池的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。电极就是与电池p－n结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。习惯上把制作在电池光照面的电极称为上电极，把制作在电池背面的电极称为下电极或者背电极。上电极为负极，选用银浆作为阴极浆料印刷烧结而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组成，其中铝浆即为硅太阳电池用阳极浆料。

铝背场的形成通常采用合金法来制作的，它的形成可以概括为以下：

（1）将铝浆印刷在硅的表面。（2）将沉积好的硅片放进峰值温度超过577℃（铝硅合金共熔温度）的链式烧结炉里进行烧结。当温度低于577℃时，铝硅不发生作用，当温度升到共晶温度577℃时，在交界面处，铝原子和硅原子相互扩散，随着时间的增加和温度的升高，硅铝熔化速度加快，最后整个界面变成铝硅熔体，在交界面处形成组成为11.3％硅原子和88.7％铝原子的熔液。

实际生产需求的是电性能高和工艺适应强的铝浆，而实际生产中铝浆存在以下主要问题：电性能方面：开路电压低、短路电流小、串联电阻大，从而使转换效率低；工艺性方面：成膜不致密、开裂、灰化、铝珠、翘曲等。特别是翘曲已成了一个铝浆生产的难题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种可以制备低翘曲、高转化率太阳能电池用的铝浆，采用的技术方案是：

一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，取丙烯酸树脂20～30份、二甲酚树脂10～15份、环氧树脂30～40份、乙二醇3～5份、二乙二醇一乙醚1～3份、过硫酸胺丁氧基乙酯1～3份、二甲基聚硅氧烷1～3份、1,3-丙二硫醇1份、有机溶剂50～70份、分散剂1～5份，混合均匀，升温至50～70℃，保温1～2小时，放冷，得到混合溶剂；

第2步、按重量份计，取铝粉40～50份、氧化锌晶须4～7份，混合均匀后，研磨至平均粒径在300～800微米，得到混合粉体；

第3步、将混合溶剂加热至40～50℃后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅拌机上以800～1200rpm的转速进行搅拌，30～60分钟，然后在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度<20μm，即可。

更优选的，所述的有机溶剂是松油、丁基卡必醇或者松油醇。

更优选的，所述的分散剂是三聚磷酸钠。

更优选的，所述的铝粉的平均粒径范围是500～1000微米。

有益效果

本发明提供的单晶硅太阳能电池用铝浆制备出太阳能电池后，其翘曲率小，转化率高。其光电转换效率可以达到17.9%以上，电池片的翘曲度mm可以控制在1.40 mm以下。

具体实施方式

实施例1

一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：

第1步、取丙烯酸树脂20Kg、二甲酚树脂10Kg、环氧树脂30Kg、乙二醇3Kg、二乙二醇一乙醚1Kg、过硫酸胺丁氧基乙酯1Kg、二甲基聚硅氧烷1Kg、1,3-丙二硫醇1Kg、有机溶剂50Kg、分散剂1Kg，混合均匀，升温至50～70℃，保温1～2小时，放冷，得到混合溶剂；

第2步、取铝粉40Kg、氧化锌晶须4Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在300～800微米，得到混合粉体；

第3步、将混合溶剂加热至40℃后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅拌机上以800rpm的转速进行搅拌，30分钟，然后在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度<20μm，即可。

所述的有机溶剂是松油。所述的分散剂是三聚磷酸钠。所述的铝粉的平均粒径范围是500～1000微米。

实施例2

一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：

第1步、取丙烯酸树脂30Kg、二甲酚树脂15Kg、环氧树脂40Kg、乙二醇5Kg、二乙二醇一乙醚3Kg、过硫酸胺丁氧基乙酯3Kg、二甲基聚硅氧烷3Kg、1,3-丙二硫醇1Kg、有机溶剂50Kg、分散剂1～5Kg，混合均匀，升温至50～70℃，保温1～2小时，放冷，得到混合溶剂；

第2步、取铝粉40～50Kg、氧化锌晶须4～7Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在300～800微米，得到混合粉体；

所述的有机溶剂是松油醇。所述的分散剂是三聚磷酸钠。所述的铝粉的平均粒径范围是500～1000微米。

实施例3

一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：

第1步、取丙烯酸树脂25Kg、二甲酚树脂12Kg、环氧树脂35Kg、乙二醇4Kg、二乙二醇一乙醚2Kg、过硫酸胺丁氧基乙酯2Kg、二甲基聚硅氧烷2Kg、1,3-丙二硫醇1Kg、有机溶剂60Kg、分散剂3Kg，混合均匀，升温至60℃，保温2小时，放冷，得到混合溶剂；

第2步、取铝粉45Kg、氧化锌晶须5Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在500微米，得到混合粉体；

第3步、将混合溶剂加热至45℃后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅拌机上以1000rpm的转速进行搅拌，40分钟，然后在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度<20μm，即可。

所述的有机溶剂是丁基卡必醇。所述的分散剂是三聚磷酸钠。所述的铝粉的平均粒径范围是500～1000微米。

性能试验

印刷电池片并测试相关性能：200×200mm（厚度 180±20μm）单晶硅片，用250目丝网印刷上述铝浆，干燥后印刷贺利氏9235正银，经烘干、隧道烧结炉共烧结（峰值温度 780℃，620℃以上5.8s）后测试相关性能。以专利CN 101728439A中公开的铝浆作为对照。

。

从表中可以看出，本发明提供的铝浆在制备完成单晶硅太阳能电池后，其光电转换效率可以达到17.9%以上，电池片的翘曲度mm可以控制在1.40 mm以下。

Claims

1.一种单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂是松油、丁基卡必醇或者松油醇。

3.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，其特征在于：所述的分散剂是三聚磷酸钠。

4.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池用铝浆的制备方法，其特征在于：所述的铝粉的平均粒径范围是500～1000微米。