CN106448807A - 一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆及制备方法。所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆由以下重量份数的组分构成：铝粉：70～80份，有机载体：20～30份，玻璃粉：1～5份，有机添加剂：0.5～2份。所述铝浆的制备方法为：先分别制作有机载体和玻璃粉，然后将制作好的有机载体、玻璃粉与有机添加剂混合搅拌，再加入铝粉，辊轧至细度小于12微米以下。所述的铝浆应用在钝化发射极和背面的太阳能电池生产制造中，解决了普通太阳能电池用铝浆在烧结时损伤硅基片背面钝化膜及在钝化膜开孔处背电场不致密等问题，所生产的单晶硅太阳能电池片转换效率在20%以上，达到高效太阳能电池的标准。
Description
技术领域
本发明属于高效太阳能电池用电子浆料领域，涉及一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆及制备方法。
背景技术
目前，在太阳能电池领域，光电转换效率大于20%的所谓高效太阳能电池正在逐渐取代普通太阳能电池，成为市场的主流。钝化发射极和背面（PERC）技术在单晶硅太阳能电池制造中的应用，通过对电池片的发射极和背面双面钝化，大大降低了电池中载流子的表面复合，从而提高太阳能电池的转换效率，是高效太阳能电池的一个技术发展方向。钝化发射极和背面（PERC）的太阳能电池，背面淀积了二氧化硅或三氧化二铝的钝化膜，在钝化膜上按照一定的间隔开孔，铝浆通过丝网印刷的方式，印在电池片的背面，经过烘干和烧结工艺，在电池片背面、钝化膜开孔处形成局部铝背场。普通太阳能电池用铝浆如果使用在钝化发射极和背面（PERC）的太阳能电池生产中，在烧结时，会对钝化膜造成损伤，并且在钝化膜开孔处无法和硅基片表面形成良好的欧姆接触，达不到高效太阳能电池的指标要求，所以不能被钝化发射极和背面（PERC）技术所采用。本发明介绍了一种专门为钝化发射极和背面的太阳能电池所使用的铝浆及其制备方法。这种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆在烧结时不会损伤钝化膜，并且在钝化膜的开孔处和硅基片可以形成良好的欧姆接触。通过扫描电镜比对观察，使用普通铝浆的电池片，钝化膜损伤非常严重，并且在铝硅界面硅的一侧造成空洞，使电池片的串联电阻明显增加；而使用本发明的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆，对钝化膜几乎没有损伤，并且在铝硅界面硅的一侧形成致密铝背场，显著降低了电池片的串联电阻，使太阳能电池片的转换效率达到20%以上，成为高效太阳能电池，实现了钝化发射极和背面的技术目的。
发明内容
本发明所解决的技术问题为提供一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆及制备方法。本发明的技术方案：
本发明提供的一种钝化发射极和背面的太阳能用铝浆的特殊性在于：所述铝浆由以下重量份数的组分构成：
铝粉： 70～80份
有机载体： 20～30份
玻璃粉： 1～5份
有机添加剂： 0.5～2份
所述铝粉的中粒径D50： 1～8微米
所述有机载体由以下重量份数的组分构成：
松油醇： 30～50份
丁基卡必醇醋酸脂： 10～30份
卡必醇： 10～30份
柠檬酸三丁脂： 10～30份
乙基纤维素： 1～10份
环氧树脂： 1～10份
氢化蓖麻油： 1～10份
所述玻璃粉由以下重量份数的组分构成:
三氧化二铋： 30～50份
硼酸： 20～30份
氧化锌： 10～35份
氧化钙： 5～10份
氧化镁： 5～10份
硼粉： 1～5份
铟粉： 1～5份
所述玻璃粉的中粒径D50： 0.5～3微米
所述有机添加剂为以下物质的一种或几种的组合：
润湿分散剂H1400，润湿分散剂 BYK111 ，润湿分散剂BYK203。
一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆的制备方法，包括以下步骤：
1、有机载体的制备：按重量份数取各组分放入容器中，加热至70℃～80℃搅拌，致各个组分充分混合溶解，然后取出，过筛，制成有机载体。
2、玻璃粉的制备：按重量份数取各玻璃粉组分，搅拌均匀，140℃左右干燥，1100℃左右熔炼，淬水后烘干，研磨至0.5～3微米，制成玻璃粉。
3、铝浆的制备：取步骤1制备的载体20～30份，步骤2制备的玻璃粉1～5份及有机添加剂0.5～2份混合搅拌均匀，然后将铝粉70～80份加入一同搅拌，然后再进行辊轧，致其细度为12微米以下，得到钝化发射极和背面（PERC）高效太阳能电池用铝浆。
本发明的特点：
1、本发明的玻璃粉配方去掉了普通铝浆所用玻璃粉中通常所含的三氧化二铝成分，改用铟粉和硼粉的组合来替代其功能，解决了铝浆烧结时，损伤硅基片表面钝化膜的问题，同时也解决了铝硅局部接触，烧结时造成硅一侧空洞的问题。
2、本发明在配方和工艺中，引入有机添加剂以及添加的方法，解决了铝浆分层和粘度不稳定的问题，使得印刷在硅基片的铝层，经烧结后抗拉性和耐水煮指标达到要求。
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45份，丁基卡必醇醋酸脂25份，卡必醇20份，柠檬酸三丁脂5份，乙基纤维素3份，环氧树脂1份，氢化蓖麻油1份组成总重量100份，将以上物质混合搅拌，当温度到达70℃时，再搅拌3小时，使高分子固体物质完全溶解，制成有机载体。
玻璃粉的制备（按重量份数）：三氧化二铋40份，硼酸20份，氧化锌20份，氧化钙8份，氧化镁7份，铟粉2份，硼粉3份，组成总重量100份，混合搅拌均匀，放入140℃烘箱中3小时干燥，然后放入高温炉1000℃熔炼，然后淬水，烘干，在研磨机中研磨至0.5～3微米，制得玻璃粉。
铝浆的制备（按重量份数）：粒径3～4微米的铝粉75份，有机载体20份，玻璃粉4份，有机添加剂1份，组成总重量100份。先将有机载体、玻璃粉、有机添加剂混合，搅拌均匀，然后加入铝粉一同搅拌，再放入辊轧机研磨至细度为12微米以下，制成钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆。
以上制得的铝浆，应用在钝化发射极和背面的单晶硅太阳能电池生产线上，通过丝网印刷，印制在156毫米X156毫米尺寸的电池片基片上，再经过烘干、烧结工艺，得到的太阳能电池片，光电转换效率平均达到20.79%，超过高效太阳能电池片转换效率20%的标准。以下是测试500片电池片电性能平均值：
| 转换效率(%) | 最大功率(W) | 开路电压(V) | 短路电流(A) | 填充因子(%) | 串联电阻(Ω) | 并联电阻(Ω) | 最大电压(V) | 最大电流(A) |
| 20.79 | 5.066 | 0.6645 | 9.555 | 79.79 | 0.002144 | 221.05 | 0.5601 | 9.044 |
Claims (9)
1.一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆，其特征在于：所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆由以下重量份数的组分构成：铝粉：70～80份,有机载体： 20～30份，玻璃粉：1～5份，有机添加剂：0.5～2份。
2.所述铝粉的中粒径D50：1～8微米。
3.根据权利要求1所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆，其特征在于：所述有机载体由以下重量份数的组分构成：松油醇：30～50份，丁基卡必醇醋酸脂：10～30份，卡必醇：10～30份，柠檬酸三丁脂：10～30份，乙基纤维素：1～10份，环氧树脂：1～10份，氢化蓖麻油：1～10份。
4.根据权利要求1所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆，其特征在于：所述玻璃粉由以下重量份数的组分构成:三氧化二铋：30～50份，硼酸： 20～30份，氧化锌：10～35份，氧化钙：5～10份，氧化镁：5～10份，硼粉: 1～5份，铟粉：1～5份。
5.所述玻璃粉的中粒径D50： 0.5～3微米。
6.根据权利要求1所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆，其特征在于：所述有机添加剂为以下物质的一种或几种的组合：润湿分散剂H1400，润湿分散剂 BYK111 ，润湿分散剂BYK203。
7.根据权利要求1所述的钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆及其制备方法，其特征在于：一种钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆的制备方法，包括以下步骤：
1）、有机载体的制备：按重量份数取各组分放入容器中，加热至70℃～80℃搅拌，致各个组分充分混合溶解，然后取出，过筛，制成有机载体。
8.2）、玻璃粉的制备：按重量份数取各玻璃粉组分，搅拌均匀，140℃左右干燥，1000℃左右熔炼，淬水后烘干，研磨至0.5～3微米，制成玻璃粉。
9.3）、铝浆的制备：取步骤1）制备的有机载体20～30份，步骤2）制备的玻璃粉1～5份及有机添加剂0.5～2份混合搅拌均匀，然后将铝粉70～80份加入一同搅拌，再进行辊轧，致其细度为12微米以下，得到钝化发射极和背面的太阳能电池用铝浆。
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