CN106158066A

CN106158066A - 一种晶体硅太阳能电池背场铝浆

Info

Publication number: CN106158066A
Application number: CN201510201990.XA
Authority: CN
Inventors: 郭宏彬
Original assignee: Jiangsu Zheng Neng Electronic Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zheng Neng Electronic Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池背场铝浆，原料重量组组分为铝粉74份、有机粘合剂20～25份、无铅玻璃粉1～4份和添加剂0.1～2份；有机粘合剂的原料重量组分为松油醇40～70份，丁基卡必醇5～10份、丁基卡必醇醋酸酯5～10份、乙基纤维素3～10份、领苯二甲酸二丁酯5～15份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；无铅玻璃粉的原料重量组分为Bi₂O₃：30～60份、B₂O₃：5～15份、BiF₃：3份、SiO₂：10～20份、ZnO：5～10份、TiO₂：1～5份、Al₂O₃：10～20份、P₂O₅：1～3份；添加剂为纯度＞99％且细度为20000目的球形铜粉；将铝粉、有机粘合剂、无铅玻璃粉和添加剂混合均匀后用三辊研磨机轧至细度≤10μm，粘度为30～60Pa.s。该晶体硅太阳能电池背场铝浆，光电转化效率高，附着力高，且高温老化后附着力转化效率衰减小，耐水煮性能好。

Description

一种晶体硅太阳能电池背场铝浆

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池用电子浆料，具体涉及一种晶体硅太阳能电池背场铝浆，还涉及一种晶体硅太阳能电池背场铝浆的制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

随着光伏技术的发展，太阳能电池片原材料晶体硅片的厚度开始逐渐降低，而光伏的转化效率越来越高。为满足电池片的技术需要，对原材料之一的背场铝浆提出了更高的要求。目前市场现有产品已由早期的含铅产品升级为无铅产品，对人体和环境的产生的影响小，但随着技术的发展，这些无铅铝浆在更薄的硅片上不能同时满足附着力大与翘曲度小的要求，同时也无法提供更高的转化效率，另外对浆料的老化可靠性以及耐水煮等性能的要求也越来越高。

公开号为CN101345263A的中国发明专利，涉及了一种太阳能硅光电池用无铅电子浆料组成及制备方法，浆料由质量百分比70～75％的铝粉、20～25％有机粘合剂、1～5％无机玻璃粉、1～5％添加剂经过制备后获得；所述铝粉为纯度≥99.9％、平均粒径为2～6MM且表面覆盖有氮化铝保护层的球形铝粉；同时加入有机粘合剂：乙基纤维素、树脂、十六醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、松油醇、正丁醇组成；无机玻璃粉为二氧化硅，硼酸，氧化铝，氧化锑，氧化锆组成。

公开号为CN101582462A的中国发明专利，其发明涉及一种晶体硅太阳能电池用无铅铝背场浆料及其制备方法，浆料由72-82份的铝粉，0.1-2份氧化锆粉，0.1-5份的无机粘结剂，15-25份的有机粘合剂和1-3份的助剂制成。

目前现有技术中的晶体硅太阳能电池用背场铝浆主要存在以下缺点：

1.浆料中的铝粉在高温烧结中易于被氧化，不易形成导电层，导致晶体硅太阳能电池片串联电阻变大，使其电池转化效率低。

2.浆料中所用玻璃粉网络结构不稳定，浆料高温老化后附着力降低，导致电池片使用寿命减少。

3.不能满足耐水煮性能的要求。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种性能优越的晶体硅太阳能电池背场铝浆。

为解决以上技术问题，本发明所提供的一种晶体硅太阳能电池背场铝浆，所述铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉74份、有机粘合剂20～25份、无铅玻璃粉1～4份和添加剂0.1～2份；所述有机粘合剂的原料组分及重量含量如下：松油醇40～70份，丁基卡必醇5～10份、丁基卡必醇醋酸酯5～10份、乙基纤维素3～10份、领苯二甲酸二丁酯5～15份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；所述无铅玻璃粉的原料组分及重量含量如下，Bi₂O₃：30～60份、B₂O₃：5～15份、BiF₃：3份、SiO₂：10～20份、ZnO：5～10份、TiO₂：1～5份、Al₂O₃：10～20份、P₂O₅：1～3份；所述添加剂为纯度＞99％且细度为20000目的球形铜粉。

本发明的优点在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种晶体硅太阳能电池背场铝浆的制备方法，制成的铝浆光电转化效率高，附着力高，且高温老化后附着力转化效率衰减小，耐水煮性能好。

具体实施方式

实施例一

晶体硅太阳能电池背场铝浆的制备方法，依次包括如下步骤：(1)按以下组分及重量含量准备原料，铝粉74份、有机粘合剂20份、无铅玻璃粉1份和添加剂0.1份；所述铝粉为纯度＞99％，平均粒径为2μm，振实密度为1g/cm³，形貌为球形；所述有机粘合剂的原料组分及重量含量如下：松油醇40份，丁基卡必醇5份、丁基卡必醇醋酸酯5份、乙基纤维素3份、领苯二甲酸二丁酯5份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；所述无铅玻璃粉的原料组分及重量含量如下，Bi₂O₃：30份、B₂O₃：5份、BiF₃：3份、SiO₂：10份、ZnO：5份、TiO₂：1份、Al₂O₃：10份、P₂O₅：1份；

(2)制取所述有机粘合剂：将上述组分按比例称取后，置于反应釜内加热至80℃，边加热边搅拌，直至得到均匀透明的有机粘合剂；制取无铅玻璃粉：将上述组分按比例称取，用混料机混合均匀后，装入石英坩埚中，在150℃烘箱中烘干1h，然后将石英坩埚取出置于马弗炉中在1000℃温度下熔炼0.5h，然后采用去离子水淬火后球磨12h，再烘干得到粒径10μm以下的无铅玻璃粉；

(3)将所述铝粉、有机粘合剂、无铅玻璃粉和添加剂混合均匀后用三辊研磨机轧至细度≤10μm，粘度为30Pa.s。

将上述铝浆用280目丝网印刷于156m*156m单晶硅片上，经烘干烧结后，烧结膜表面平整致密，无微裂纹，无铝珠铝包，其他性能如下表格：

转化效率	填充因子	开路电压	短路电流	翘曲度	剥离强度
						18.55％	78.94	0.637V	5.75A	1.3mm	23N

将上述印刷烧结了无铅背场铝浆的单晶硅电池片按以下方法进行水煮试验：将电池片放入70℃水中浸泡30min，观察水中气泡的情况，浸泡后进行电性能测试。经测试，电池片浸泡过程中无气泡产生，且浸泡后电池片光电转化效率为18.52％。

将上述印刷烧结了无铅背场铝浆的单晶硅电池片按以下方法进行老化强度测试：将电池片放入85℃烘箱中，放置48h后取出，测试剥离强度，结果为22N，光电转化效率为18.55％。

实施例二

晶体硅太阳能电池背场铝浆的制备方法，依次包括如下步骤：(1)按以下组分及重量含量准备原料，铝粉74份、有机粘合剂22份、无铅玻璃粉2份和添加剂1份；所述铝粉为纯度＞99％，平均粒径为4μm，振实密度为1.5g/cm³，形貌为球形；所述有机粘合剂的原料组分及重量含量如下：松油醇55份，丁基卡必醇8份、丁基卡必醇醋酸酯7份、乙基纤维素6份、领苯二甲酸二丁酯10份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；所述无铅玻璃粉的原料组分及重量含量如下，Bi₂O₃：45份、B₂O₃：10份、BiF₃：3份、SiO₂：15份、ZnO：8份、TiO₂：3份、Al₂O₃：15份、P₂O₅：2份；

(2)制取所述有机粘合剂：将上述组分按比例称取后，置于反应釜内加热至90℃，边加热边搅拌，直至得到均匀透明的有机粘合剂；制取无铅玻璃粉：将上述组分按比例称取，用混料机混合均匀后，装入石英坩埚中，在150℃烘箱中烘干1.5h，然后将石英坩埚取出置于马弗炉中在1200℃温度下熔炼0.8h，然后采用去离子水淬火后球磨18h，再烘干得到粒径10μm以下的无铅玻璃粉；

(3)将所述铝粉、有机粘合剂、无铅玻璃粉和添加剂混合均匀后用三辊研磨机轧至细度≤10μm，粘度为45Pa.s。

转化效率	填充因子	开路电压	短路电流	翘曲度	剥离强度
						18.52％	78.89	0.638V	5.77A	1.4mm	35N

将上述印刷烧结了无铅背场铝浆的单晶硅电池片按以下方法进行水煮试验：将电池片放入70℃水中浸泡30min，观察水中气泡的情况，浸泡后进行电性能测试。经测试，电池片浸泡过程中无气泡产生，且浸泡后电池片光电转化效率为18.50％。

将上述印刷烧结了无铅背场铝浆的单晶硅电池片按以下方法进行老化强度测试：将电池片放入85℃烘箱中，放置48h后取出，测试剥离强度，结果为33N，光电转化效率为18.50％。

实施例三

晶体硅太阳能电池背场铝浆的制备方法，依次包括如下步骤：(1)按以下组分及重量含量准备原料，铝粉74份、有机粘合剂25份、无铅玻璃粉4份和添加剂2份；所述铝粉为纯度＞99％，平均粒径为6μm，振实密度为2g/cm³，形貌为球形；所述有机粘合剂的原料组分及重量含量如下：松油醇70份，丁基卡必醇10份、丁基卡必醇醋酸酯10份、乙基纤维素10份、领苯二甲酸二丁酯15份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；所述无铅玻璃粉的原料组分及重量含量如下，Bi₂O₃：60份、B₂O₃：15份、BiF₃：3份、SiO₂：20份、ZnO：10份、TiO₂：5份、Al₂O₃：20份、P₂O₅：3份；

(2)制取所述有机粘合剂：将上述组分按比例称取后，置于反应釜内加热至100℃，边加热边搅拌，直至得到均匀透明的有机粘合剂；制取无铅玻璃粉：将上述组分按比例称取，用混料机混合均匀后，装入石英坩埚中，在150℃烘箱中烘干2h，然后将石英坩埚取出置于马弗炉中在1300℃温度下熔炼1h，然后采用去离子水淬火后球磨24h，再烘干得到粒径10μm以下的无铅玻璃粉；

(3)将所述铝粉、有机粘合剂、无铅玻璃粉和添加剂混合均匀后用三辊研磨机轧至细度≤10μm，粘度为60Pa.s。

转化效率	填充因子	开路电压	短路电流	翘曲度	剥离强度
						18.60％	78.96	0.642V	5.73A	1.3mm	20N

上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种晶体硅太阳能电池背场铝浆，其特征在于：所述铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉74份、有机粘合剂20～25份、无铅玻璃粉1～4份和添加剂0.1～2份；所述有机粘合剂的原料组分及重量含量如下：松油醇40～70份，丁基卡必醇5～10份、丁基卡必醇醋酸酯5～10份、乙基纤维素3～10份、领苯二甲酸二丁酯5～15份和山梨醇酐硬脂酸酯1份；所述无铅玻璃粉的原料组分及重量含量如下，Bi₂O₃：30～60份、B₂O₃：5～15份、BiF₃：3份、SiO₂：10～20份、ZnO：5～10份、TiO₂：1～5份、Al₂O₃：10～20份、P₂O₅：1～3份；所述添加剂为纯度＞99％且细度为20000目的球形铜粉。