CN104751939B - 一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20‑50重量%。本发明的铝导电浆料用于制备太阳能电池片，电池片的翘曲度低，电池片的耐水煮性高、光电转化率高，可以使得156×156mm的多晶硅的平均翘曲度小于1.20mm，且电池的平均光电转换效率高于17.55%。

Description

一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。

背景技术

晶体硅太阳能电池是一种取之不竭的绿色环保可再生能源，当前国际研究非常活跃。铝导电浆料属于电子信息材料之一，同时也是制作该类电池的主要辅助材料。目前的晶体硅太阳能电池的制作工艺中，铝导电浆料几乎印刷在电池的整个背光面上，由于金属铝的热膨胀系数的差异，造成铝导电浆料在烧结时，在硅片内产生应力，造成电池片的翘曲。为了进一步降低电池的制造成本，电池的硅片的厚度不断减薄，传统的铝导电浆料印刷烧结后，电池片翘曲越发严重，这直接影响太阳能电池的成品率及后续的组件工艺。

减少硅片翘曲，目前可实施的工艺有：减少铝浆印刷时的转移量，降低烧结温度，通过特殊冷却技术使基体产生塑性变形等等，但最有效的方法还是通过一定的配方设计或制造工艺，消除或减少铝膜与硅基底层应力产生根源，制作一种光电转化效率、铝背场的外观、附着力、耐水煮性均能符合行业要求，同时使硅片翘曲度小的晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。

专利申请CN101621082公开了一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，该专利采用锡粉作为无机粘结剂，旨在克服现有硅太阳能电池用铝导电浆料因添加玻璃粉而引起的导电性差及弯曲的问题，虽然采用锡粉的导电性要比无机玻璃粉的好，但铝导电浆料中的玻璃粉不仅仅有粘接铝膜与硅衬底的作用，其更重要的作用是在熔融时腐蚀球形铝粉表面的氧化铝，使铝粉内部新鲜的铝剥离出来，从而与硅形成硅铝合金层（铝背场），而金属锡无腐蚀氧化铝的效果，因此采用该方法得到的铝导电浆料制备电池片，该电池片不耐水煮，光电转换效率达不到行业的要求，并且电池片的翘曲度降低效果也不好。

因此，现在急需一种导电浆料，采用该铝导电浆料制备的晶体硅太阳能电池片更耐水煮，电池的硅片翘曲度更低，且光电转化率也较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中由于导电浆料而导致制备的太阳电池片不耐水煮，电池的硅片翘曲度大，且光电转化率也较低的缺陷，提供一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。

本发明的发明人在研究中发现，将抗翘曲度添加剂和不含有Bi₂O₃和PbO但大量含有ZnO的无机玻璃粉混合制备成玻璃粉混合物，用于制备晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，进而制备晶体硅太阳能电池片，即可降低电池片的翘曲度，提高电池片的耐水煮性和光电转化率。

因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量%。

优选地，以所述铝导电浆料的重量为基准，所述铝粉的含量为69.5-79重量%，所述玻璃粉混合物的含量为0.5-1.5重量%，所述有机载体的含量为20-30重量%。

优选地，所述抗翘曲度添加剂含有V₂O₅和/或Ga₂O₃。

优选地，抗翘曲度添加剂为V₂O₅和Ga₂O₃的混合物，V₂O₅和Ga₂O₃的重量比为1：0.1-10。

优选地，抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D₁₀处在0.1-1.0μm，D₅₀处在0.5-3.0μm，D₉₀处在4.0-10μm。

本发明的晶体硅太阳能电池铝导电浆料用于制备晶体硅太阳能电池片，电池片的翘曲度低，电池片的耐水煮性高、光电转化率高，可以使得156×156mm的多晶硅的平均翘曲度小于1.20mm，且电池的平均光电转换效率高于17.55%。

推测原因可能因为抗翘曲度添加剂的存在，可使玻璃粉的熔融体中的铝粉被包裹，部分铝粉粒子之间的熔融与相互结合变得困难，熔融的铝微粒在烧结的冷却阶段，其收缩效应表现得不如原来那么强烈，这样间接降低了铝膜层和硅衬底层之间膨胀系数的差异，因此电池片的翘曲度得到降低。

由于ZnO属于中间体氧化物，它同时存在夺取和给出“游离氧”的倾向，而Bi₂O₃和PbO属于网络外体，能够破坏网络的骨架结构，造成硅氧骨架断裂的“节点”，因此在本发明玻璃粉混合物中，以ZnO为主体组成物的玻璃粉，对球形铝粉表面的氧化铝的腐蚀作用，比以Bi₂O₃和PbO为主体组成物的玻璃粉的要弱一些，但在本发明的玻璃粉混合物中，BaO（网络外体）的含量较高，因此，本发明制备的无机玻璃粉的对铝粉表面的氧化铝的腐蚀效应保持中等，因此提高了制得的电池片的耐水煮性。

同时又由于无机玻璃粉以ZnO（密度小）为主体，且不含Bi₂O₃或PbO等重金属氧化物，得到的无机玻璃粉的密度小，其松装密度可在1.0g/ml以下，振实密度在2.0g/ml以下，因此一定量的平均粒径和数目的玻璃粉微粒，熔蚀同样数目表面有一定厚度的球形铝粉，所需要的玻璃粉重量较小，而玻璃粉的成本在铝晶体硅太阳能电池用铝导电浆料中占有相当的比重，因此，减少玻璃粉的用量，就降低了浆料的成本，同样也降低了太阳能电池片的生产成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

一方面，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量%。

本领域技术人员知晓，在铝导电浆料烧结过程中，玻璃粉弥散在铝粉周围，烧结过程中，熔融玻璃中的玻璃粉混合物会迅速腐蚀铝粉表面的氧化铝层，造成氧化铝壳层的破裂，从而使熔融铝单质扩散入硅片层中，形成所述铝背场。因此，玻璃粉在铝导电浆料中的主要作用是融蚀掉铝粉表面的氧化铝层，促使单质铝向硅片层中扩散。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，只要以ZnO为主体，含有抗翘曲度添加剂，但不含有Bi₂O₃和PbO，制备成玻璃粉混合物，即可实现发明目的，制得翘曲度低，耐水煮性高、光电转化率高的电池片。但为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，抗翘曲度添加剂优选为V₂O₅和/或Ga₂O₃，更优选为V₂O₅和Ga₂O₃的混合物，采用两氧化物的混合物，可使两者之间具有协同作用，对降低翘曲度有更加有利。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，V₂O₅和Ga₂O₃的重量比为1：0.1-10。

根据本发明所述的铝导电浆料，抗翘曲度添加剂的粒径以分布可以为常规格，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D₁₀处在0.1-1.0μm，D₅₀处在0.5-3.0μm，D₉₀处在4.0-10μm。在该优选情况下，由于V₂O₅和Ga₂O₃属于表面活性强的粉体，有较强的拉低玻璃熔融体的表面张力的作用，掺有微细的V₂O₅粉和/或Ga₂O₃粉可使本发明的玻璃粉混合物在熔融时，更迅速地向球形铝粉表面扩散，将球形铝粉包裹并腐蚀其表面的氧化铝薄膜。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，无机玻璃粉只要以ZnO为主体，且不含有Bi₂O₃和PbO即可，为了进一步提高制得的电池片的耐煮性，优选地，无机玻璃粉还含有B₂O₃、BaO、SiO₂、Sb₂O₃、Sb₂O₅、CaO、MgO和Al₂O₃，更优选地，以无机玻璃粉的重量为基准，B₂O₃的含量为10-30重量%，BaO的含量为5.0-20重量%，SiO₂的含量为5.0-15重量%，Sb₂O₃的含量为10-25重量%，Sb₂O₅的含量为0.5-5.0重量%，CaO的含量为0.5-5.0重量%，MgO的含量为1.0-5.0重量%，Al₂O₃的含量为1.0-5.0重量%。

在本发明中，无机玻璃粉的松装密度优选为0.2-1.0g/ml，振实密度优选为0.8-2.0g/ml，优选的，平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D₁₀处在0.1-1.0μm，D₅₀处在0.5-3.0μm，D₉₀处在4.0-10.0μm。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，无机玻璃粉与抗翘曲度添加剂的比例可以在较宽的范围内，但本领域技术人员应该理解的是，由于V₂O₅及Ga₂O₃的熔点很高，无机玻璃粉在熔融的状态下，V₂O₅及Ga₂O₃均不会发生熔融，因此太多的量，则会阻止熔融无机玻璃粉对球形铝粉表面氧化铝的腐蚀，从而导致铝导电浆料电性能的降低，太少则对降低熔融玻璃粉的表面张力作用有限，抗翘曲的效果也有限，因此，为了更有效地提高铝导电浆料的导电性和更有效地降低制得的电池片的翘曲度，优选地，以玻璃粉混合物的重量为基准，无机玻璃粉的含量为90-99重量%，抗翘曲度添加剂的含量为1-10重量%。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，电池铝导电浆料中铝粉、玻璃粉混合物和有机载体的含量可以为本领域常规的含量，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，以铝导电浆料的重量为基准，铝粉的含量为69.5-79重量%，玻璃粉混合物的含量为0.5-1.5重量%，有机载体的含量为20-30重量%。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，铝粉可以为常规的铝粉，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，铝粉为球形铝粉，更优选地，球形铝粉由表面的氧化铝层和内部的活性铝组成，进一步优选地，球形铝粉的平均粒径为3.0-8.0μm，球型铝粉表面覆盖氧化铝层的厚度为10-20nm；以球形铝粉的重量为基准，所述活性铝的含量≥97.0重量%。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，有机载体可以为常规的用于制备导电浆料用有机载体，例如有机载体可以含有增稠剂、润滑剂、触变剂和有机溶剂，有机载体内各个组分的含量可以为常规含量，例如以有机载体的重量为基准，增稠剂的含量可以为4.0-10重量%，润滑剂的含量可以为0.5-5.0重量%，触变剂的含量可以为0.2-2.0重量%，有机溶剂的含量可以为85-95重量%。

根据本发明所述的铝导电浆料，其中，有机载体中含有的增稠剂、润滑剂、触变剂和有机溶剂均为本领域常规的用来制备导电浆料的增稠剂、润滑剂、触变剂和有机溶剂。例如，增稠剂可以选自乙基纤维素、改性酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种；润滑剂可以为十六醇和/或十八醇；触变剂可以为改性氢化蓖麻油和/或聚酰胺蜡粉；有机溶剂可以选自松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、松节油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯，二乙二醇单丁醚乙酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁酯中的至少两种。

在本发明中，无机玻璃粉的制备方法可以为本领域常规的制备无机玻璃粉的方法，例如可以用如下的方法制备：

将无机玻璃粉的原料按照一定比例混合，装入瓷坩埚中，放入硅碳棒炉，升温预热到300-600℃，保温0.5-1.0h，再升至1200-1300℃，熔炼0.5-2.0h，水淬过滤得到的玻璃渣，将玻璃渣装入球磨罐湿磨，湿磨时氧化锆球、玻璃珠与去离子水的质量比为4.0：0.8-1.2：0.5-0.8；罐速200-400转/分钟，时间为5.0-8.0h；将球磨后的混合物过滤、烘干，再干磨，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1.0：1.8-2.5，时间为0.2-1.0h，将干磨后的玻璃粉再过50-100目筛网过筛，即得到本发明无机玻璃粉。

在本发明中，玻璃粉混合物的制备方法为常规方法，只要将无机玻璃粉和抗翘曲添加剂混合均匀即可，混合均匀的方法可以为常规的用于混合的方式，例如可以为球磨或机械搅拌，优选为球磨。

在本发明中，有机载体的制备方法为常规的制备有机载体的方法，例如，可以为：将增稠剂、润滑剂、触变剂溶解加入到有机溶剂中，加热到50-80℃，并搅拌1.0-5.0h，使其充分溶解，得到均匀澄清的有机载体。

在本发明中，铝导电浆料的制备方法为本领域常规的制备方法，例如，可以为：将有机载体置于高速分散机的不锈钢罐中，边搅拌边加入玻璃粉混合物，搅匀；分多次加入球形铝粉，每次加入先搅匀，再加下一次；全部加完后，800-1000转/分钟的转速高速搅匀；再用辊研磨机进行研磨5-10次，研磨细度至小于20μm，调黏度至25000-35000mPa·s，即可得铝导电浆料成品。

实施例

在以下实施例和对比例中，V₂O₅粉和Ga₂O₃粉购自上海龙津金属材料有限公司，B₂O₃，Sb₂O₃，Sb₂O₅，BaO，MgO，购自上海晶纯实业有限公司（阿拉丁品牌），SiO₂，ZnO，Al₂O₃购自广东光华科技股份有限公司，CaO购自天津市天力化学试剂有限公司，丁基卡必醇、松油醇和乙二醇乙醚醋酸酯，乙基纤维素、环氧树脂购均购自美国陶氏（DOW）公司，改性酚醛树脂购自上海南大化工厂，改性氢化蓖麻油、聚酰胺蜡粉购自长兴协和高分子材料有限公司，十六醇和十八醇均购自广州市西陇化工股份有限公司。球形铝粉购自河南远洋铝业股份有限公司，锡粉购自北京兴荣源科技股份有限公司。

在测试实施例中多晶硅片购自天威新能源（成都）硅片有限公司。

浆料细度根据GB/T174732.2-1988规定的方法进行，采用QXD-50型刮板细度计测定。采用BT-2003激光粒度分析仪干法测试玻璃粉的平均粒径、D₁₀、D₅₀和D₉₀。根据GB5162-85的方法测定无机玻璃粉的振实密度。

实施例1

（1）无机玻璃粉的制备

按重量份称取34份ZnO，24份B₂O₃，12份BaO，9份SiO₂，15份Sb₂O₃，1份Sb₂O₅，2份CaO，1份MgO，2份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨0.5h，将各氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚中，并置于硅碳棒炉中。将硅碳棒炉内升温至550℃，保温0.5h，再升温至1200℃，熔炼2h，水淬过滤得到玻璃渣。将的玻璃渣装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1：0.7，罐速300转/分钟，湿磨7.0h，过滤后烘干，再干磨0.5h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：2，干磨时间为0.2h；将干磨后的玻璃粉再过50目筛网过筛，即得到无机玻璃粉SA1。测得本实施例制备的无机玻璃粉SA1的振实密度为1.15g/ml，平均粒径为2.32μm，D₁₀为0.82μm，D₅₀为1.47μm，D₉₀处在6.03μm。

（2）玻璃粉混合物的制备

按重量份称取95份上述步骤制得的无机玻璃粉SA1和2.5份V₂O₅粉（平均粒径为1.83μm，粒度分布为D₁₀处在0.45μm，D₅₀处在1.03μm，D₉₀处在7.23μm）及2.5份Ga₂O₃粉（平均粒径为2.17μm，粒度分布为D₁₀处在0.63μm，D₅₀处在1.26μm，D₉₀处在6.35μm），采用球磨的方法混合均匀，球磨时间为0.5h，得到玻璃粉混合物SB1。

（3）有机载体的制备

按重量份将丁基卡必醇：松油醇：乙二醇乙醚醋酸酯以70：20：10混合均匀，得到有机溶剂。称取91份的有机溶剂，向该有机溶剂中加入6份乙基纤维素STD-20(粘度规格为20mPa·s)，1份改性氢化蓖麻油，2份十六醇，加热至60℃充分溶解，并搅拌4h，得到均匀澄清的有机载体溶液。

（4）铝导电浆料的制备

按重量份称取23份的步骤（3）制得的有机载体，置于高速分散机的不锈钢罐中，搅拌状态下加入1.0份的步骤（2）制得的玻璃粉混合物SB1，搅拌均匀。再分三次加入76份的球形铝粉（平均粒径为5.12μm，粒度分布为D₁₀处在2.51μm，D₅₀处在4.51μm，D₉₀处在8.08μm，表面覆盖的氧化铝层厚度为15nm），每次加入的量相等，每批次加入后先搅匀，再加下一批次，全部加完后，1000转/分钟的转速高速搅拌均匀，再用的三辊研磨机进行研磨6次，研磨至浆料细度＜20μm，调节黏度至30000mPa·s，制得铝导电浆料S1。

实施例2

（1）无机玻璃粉的制备

按重量份称取20份ZnO，30份B₂O₃，20份BaO，5份SiO₂，10份Sb₂O₃，5份Sb₂O₅，5份CaO，4份MgO，1份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨1h，将各氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚中，并置于硅碳棒炉中。将硅碳棒炉内升温至300℃，保温0.8h，再升温至1250℃，熔炼1.5h，水淬过滤得到玻璃渣。将的玻璃渣装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：0.8：0.5，罐速200转/分钟，湿磨5.0h，过滤后烘干，再干磨0.4h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：1.8，干磨时间为0.8h；将干磨后的玻璃粉再过80目筛网过筛，即得到无机玻璃粉SA2。测得本实施例制备的无机玻璃粉SA2的振实密度为0.81g/ml，平均粒径为1.22μm，D₁₀为0.14μm，D₅₀为0.54μm，D₉₀处在4.03μm。

（2）玻璃粉混合物的制备

按重量份称取99份上述步骤制得的无机玻璃粉SA2和0.5份V₂O₅粉（平均粒径为2.83μm，粒度分布为D₁₀处在0.85μm，D₅₀处在1.82μm，D₉₀处在7.23μm）及0.5份Ga₂O₃粉（平均粒径为1.17μm，粒度分布为D₁₀处在0.13μm，D₅₀处在0.506μm，D₉₀处在4.35μm），采用球磨的方法混合均匀，球磨时间为0.5h，得到玻璃粉混合物SB2。

（3）有机载体的制备

按重量份将丁基卡必醇：松油醇：乙二醇乙醚醋酸酯以70：20：10混合均匀，得到有机溶剂。称取93.5份的有机溶剂，向该有机溶剂中加入4.0份改性酚醛树脂，2.0份改性氢化蓖麻油，0.5份十六醇，加热至55℃使充分溶解，并搅拌1.0h，得到均匀澄清的有机载体溶液。

（4）铝导电浆料的制备

按重量份称取20.4份的步骤（3）制得的有机载体，置于高速分散机的不锈钢罐中，搅拌状态下加入0.6份的步骤（2）制得的玻璃粉混合物SB2，搅拌均匀。再分三次加入79份的球形铝粉（平均粒径为4.21μm，粒度分布为D₁₀处在1.51μm，D₅₀处在3.41μm，D₉₀处在6.68μm，表面覆盖的氧化铝层厚度为10nm）；每批次球形铝粉加入后先搅匀，再加下一批次，全部加完后，1000转/分钟的转速高速搅拌均匀。再用的三辊研磨机进行研磨5次，研磨至浆料细度＜15μm，调节黏度至35000mPa·s，制得铝导电浆料S2。

实施例3

（1）无机玻璃粉的制备

按重量份称取50份ZnO，10份B₂O₃，5份BaO，15份SiO₂，15份Sb₂O₃，1份Sb₂O₅，0.5份CaO，1份MgO，2.5份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨1.5h，将各氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚中，并置于硅碳棒炉中。将硅碳棒炉内升温至600℃，保温1.0h，再升温至1300℃，熔炼0.5h，水淬过滤得到玻璃渣。将的玻璃渣装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1.2：0.8，罐速400转/分钟，湿磨8.0h，过滤后烘干，再干磨0.6h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：2.5，干磨时间为1.0h；将干磨后的玻璃粉再过100目筛网过筛，即得到无机玻璃粉SA3。测得本实施例制备的无机玻璃粉SA3的振实密度为2.0g/ml，平均粒径为4.0μm，D₁₀为1.0μm，D₅₀为2.23μm，D₉₀处在8.32μm。

（2）玻璃粉混合物的制备

按重量份称取90份上述步骤制得的无机玻璃粉SA3和4份V₂O₅粉（平均粒径为1.76μm，粒度分布为D₁₀处在0.82μm，D₅₀处在2.81μm，D₉₀处在9.27μm）及6份Ga₂O₃粉（平均粒径为2.78μm，粒度分布为D₁₀处在0.78μm，D₅₀处在2.81μm，D₉₀处在9.67μm），采用球磨的方法混合均匀，球磨时间为0.5h，得到玻璃粉混合物SB3。

（3）有机载体的制备

按重量份将丁基卡必醇：松油醇：乙二醇乙醚醋酸酯以70：20：10混合均匀，得到有机溶剂。称取84.8份的有机溶剂，向该有机溶剂中加入10份环氧树脂、0.2份聚酰胺蜡粉和5份十八醇，加热至80℃使充分溶解，并搅拌5.0h，得到均匀澄清的有机载体溶液。

（4）铝导电浆料的制备

按重量份称取28.5份的步骤（3）制得的有机载体，置于高速分散机的不锈钢罐中，搅拌状态下加入1.5份的步骤（2）制得的玻璃粉混合物SB3，搅拌均匀。再分三次加入70份的球形铝粉（平均粒径为4.21μm，粒度分布为D₁₀处在1.51μm，D₅₀处在3.41μm，D₉₀处在6.68μm，表面覆盖的氧化铝层厚度为10nm），每批次球形铝粉加入后先搅匀，再加下一批次，全部加完后，1000转/分钟的转速高速搅拌均匀。再用的三辊研磨机进行研磨10次，研磨至浆料细度＜15μm，调节黏度至25000mPa·s，制得铝导电浆料S3。

实施例4

按照实施例1的方法制备无机玻璃粉，玻璃粉混合物及铝导电浆料，不同的是，步骤（2）中，V₂O₅粉的用量为4.8重量份，Ga₂O₃粉的用量为0.2重量份。制得铝导电浆料S4。

实施例5

按照实施例1的方法制备无机玻璃粉，玻璃粉混合物及铝导电浆料，不同的是，步骤（2）中，将Ga₂O₃粉替换为等重量份的V₂O₅粉。制得铝导电浆料S5。

实施例6

按照实施例1的方法制备无机玻璃粉，玻璃粉混合物及铝导电浆料，不同的是，步骤（2）中，将V₂O₅粉替换为等重量份的Ga₂O₃粉。制得铝导电浆料S6。

实施例7

按照实施例1的方法制备无机玻璃粉，玻璃粉混合物及铝导电浆料，不同的是，在步骤(2)中将无机玻璃粉SA1的用量改为88重量份，将V₂O₅粉的用量改为6重量份，Ga₂O₃粉的用量改为6重量份，制得铝导电浆料S7。

实施例8

按照实施例1的方法制备无机玻璃粉，玻璃粉混合物及铝导电浆料，不同的是，以所述无机玻璃粉的重量为基准，将步骤（1）中B₂O₃，BaO，SiO₂，Sb₂O₃，Sb₂O₅，CaO，MgO和Al₂O₃的用量改为：B₂O₃的含量为6重量%，BaO的含量为2重量%，SiO₂的含量为3重量%，Sb₂O₃的含量为5重量%，Sb₂O₅的含量为6重量%，CaO的含量为6重量%，MgO的含量为6重量%，Al₂O₃的含量为6重量%，制得铝导电浆料S8。

对比例1

（1）无机玻璃粉的制备

按重量份称取45份Bi₂O₃，30份B₂O₃，12份SiO₂，4份Sb₂O₃，2份Sb₂O₅，3份BaO，2份CaO，1份MgO，1份Al₂O₃。采用球磨混合的方法，球磨0.5h，将各氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚中，并置于硅碳棒炉中。将硅碳棒炉内升温至550℃，保温0.5h，再升温至1200℃，熔炼2h，水淬过滤得到玻璃渣。将的玻璃渣装入球磨罐，按质量比氧化锆球：玻璃珠：去离子水=4：1：0.7，罐速300转/分钟，湿磨7.0h，过滤后烘干，再干磨0.5h，干磨时氧化锆球与玻璃粉的质量比为1：2，干磨时间为0.2h；将干磨后的玻璃粉再过50目筛网过筛，即得到无机玻璃粉。测本比较例无机玻璃粉的振实密度为3.86g/ml，平均粒径为2.37μm，D₁₀为0.47μm，D₅₀为1.27μm，D₉₀处在6.23μm。

去除步骤（2），步骤（3）与实施例1相同。

在步骤（4）中，采用本对比例步骤（1）中制得的玻璃粉，替代原玻璃粉混合物SB1，其余和实施例1相同，制得铝导电浆料DS1。

对比例2

采用专利申请CN101621082的方法制备铝导电浆料。

按照实施例1的方法制备铝导电浆料，不同的是，去除步骤1和步骤2，在步骤（4）中，不添加玻璃粉混合物SB1，而是添加1.0重量份的金属锡粉（平均粒径为1.96μm，粒度分布为D₁₀处在0.65μm，D₅₀处在1.42μm，D₉₀处在5.83μm）作为无机粘接剂，制得铝导电浆料DS2。

测试实施例

按下面工艺将实施例及对比例制得的铝导电浆料制成太阳电池片。

将上述所得的铝导电浆料在生产线试用。多晶硅片规格为：156×156mm，厚度为200μm（腐蚀前），印刷前厚度为180μm，在电池硅片制绒、扩散、刻蚀、去磷硅玻璃工艺后，镀氮化硅减反射膜，再采用280目丝网印刷背面银浆（Dupont公司的PV505银浆），背银浆的印刷湿重为50mg（采用三线四段制印刷），烘干，在背银浆余下背光面部分，同样采用280目丝网印刷实施例1-8和对比例1-2制备的铝导电浆料，印刷湿重为1.30g/片，烘干后，再采用360目、线宽为70μm的网版将向光面银浆（Dupont公司的17A银浆）印刷在硅片的向光面上，印刷湿重为130mg，而后入隧道炉中烘干烧结，预热温度为500℃，峰值温度为960℃，整个过隧道炉的时间为2分钟，峰值烧结时间为1秒，出炉后得到多晶硅太阳能电池片，依次记为SS1-SS8和DSS1-DSS2。

测试电池片的各项性能，测试结果均取500片电池片的平均数据，测试结果见表1。

电池片性能测试

（1）外观：目测电池片铝膜表面状况，表面光滑，不起铝珠，无起疱，是则记为OK，否则记为NG；

（2）翘曲度：电池片的翘曲程度用塞尺测量，单位为mm。

（3）附着力：将光伏玻璃、EVA、电池片、EVA及TPT按顺序叠放，并进行层压，用刀刻1.5cm宽的长条，使用山度SH-100推拉力计沿135°方向对其进行拉力测试，测金属铝膜与多晶硅片之间单位宽度上的平均剥离力，平均剥离力大于22.5N则记为OK，否则记为NG。

（4）耐水煮性能：将电池片投入80℃的热水中浸泡15分钟，铝膜表面不产生气泡，观察水煮前后金属膜外观无明显变化，是则记为OK，否则记为NG；

（5）光电转化效率：根据IEC904-1公开的方法采用单次闪光模拟器对太阳能电池片进行测试，测试条件为标准测试条件（STC）：光强为1000W/m²；光谱为AM1.5；温度为25℃，记录各电池片的光电转化效率。

表1

电池片	外观	翘曲度	耐水煮性能	附着力	光电转化效率
						SS1	OK	0.30-0.40	OK	OK	17.72%
SS2	OK	0.50-0.70	OK	OK	17.65%
						SS3	OK	0.20-0.30	OK	OK	17.56%
SS4	OK	0.30-0.50	OK	OK	17.64%
						SS5	OK	0.60-0.80	OK	OK	17.64%
SS6	OK	0.70-1.00	OK	OK	17.64%
						SS7	OK	0.30-0.50	OK	OK	17.56%
SS8	OK	0.90-1.20	OK	OK	17.55%
						DSS1	OK	1.50-1.80	OK	OK	17.53%
DSS2	OK	2.00-2.50	NG	OK	17.53%

通过实施例1-8与对比例1-2的比较可以看出，采用本发明的玻璃粉混合物制备铝导电浆料和电池片，能够降低电池片的翘曲度，提高电池片的光电转化率。

通过实施例1与实施例4-6的比较可以看出，当抗翘曲度添加剂为V₂O₅和Ga₂O₃时，且V₂O₅和Ga₂O₃的重量比为1：0.1-10时，制备铝导电浆料和太阳能电池片，能够进一步降低电池片的翘曲度，并且进一步提高电池片的光电转化率。

通过实施例1分别与实施例7，当以玻璃粉混合物的重量为基准，无机玻璃粉的含量为90-99重量%，抗翘曲度添加剂的含量为1-10重量%，将两种抗翘曲度添加剂的混合物用于制备玻璃粉混合物，进而制备铝导电浆料和太阳能电池片，能够进一步降低电池片的翘曲度，进一步提高电池片的光电转化率。

通过实施例1与实施例8比较可以看出，当以无机玻璃粉的重量为基准，B₂O₃的含量为10-30重量%，BaO的含量为5.0-20重量%，SiO₂的含量为5.0-15重量%，Sb₂O₃的含量为10-25重量%，Sb₂O₅的含量为0.5-5.0重量%，CaO的含量为0.5-5.0重量%，MgO的含量为1.0-5.0重量%，Al₂O₃的含量为1.0-5.0重量%时，采用该无机玻璃粉制备玻璃粉混合物，进而制备铝导电浆料和太阳能电池片，能够进一步降低电池片的翘曲度，进一步提高电池片的光电转化率。

本发明的铝导电浆料用于制备太阳能电池片，电池片的翘曲度低，电池片的耐水煮性高、光电转化率高，可以使得156×156mm的多晶硅的平均翘曲度小于1.20mm，且电池的平均光电转换效率高于17.55%。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，其特征在于，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO、B₂O₃、BaO、SiO₂、Sb₂O₃、Sb₂O₅、CaO、MgO和Al₂O₃，不含有Bi₂O₃和PbO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量％，B₂O₃的含量为10-30重量％，BaO的含量为5.0-20重量％，SiO₂的含量为5.0-15重量％，Sb₂O₃的含量为10-25重量％，Sb₂O₅的含量为0.5-5.0重量％，CaO的含量为0.5-5.0重量％，MgO的含量为1.0-5.0重量％，Al₂O₃的含量为1.0-5.0重量％，所述抗翘曲度添加剂含有V₂O₅和Ga₂O₃，V₂O₅和Ga₂O₃的重量比为1：0.1-10。

2.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D₁₀处在0.1-1.0μm，D₅₀处在0.5-3.0μm，D₉₀处在4.0-10.0μm。

3.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述无机玻璃粉的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D₁₀处在0.1-1.0μm，D₅₀处在0.5-3.0μm，D₉₀处在4.0-10μm。

4.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，以所述玻璃粉混合物的重量为基准，所述无机玻璃粉的含量为90-99重量％，所述抗翘曲度添加剂的含量为1-10重量％。

5.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，以所述导电浆料的重量为基准，所述铝粉的含量为69.5-79重量％，所述玻璃粉混合物的含量为0.5-1.5重量％，所述有机载体的含量为20-30重量％。

6.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述铝粉为球形铝粉，所述球形铝粉由表面的氧化铝层和内部的活性铝组成，所述球形铝粉的平均粒径为3.0-8.0μm，所述球形铝粉表面覆盖氧化铝层的厚度为10-20nm；以球形铝粉的重量为基准，所述活性铝的含量≥97.0重量％。

7.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述有机载体含有增稠剂、润滑剂、触变剂和有机溶剂，以所述有机载体的重量为基准，所述增稠剂的含量为4.0-10重量％，所述润滑剂的含量为0.5-5.0重量％，所述触变剂的含量为0.2-2.0重量％，所述有机溶剂的含量为85-95重量％。

8.根据权利要求7所述的导电浆料，其中，所述增稠剂选自乙基纤维素、改性酚醛树脂和环氧树脂中的至少一种；所述润滑剂为十六醇和/或十八醇；所述触变剂为改性氢化蓖麻油和/或聚酰胺蜡粉；所述有机溶剂选自松油醇、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、松节油、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯，二乙二醇单丁醚乙酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和磷酸三丁酯中的至少两种。