CN107274961A - 一种太阳能电池用铝浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池用铝浆料及其制备方法，所述铝浆料由以下重量份的原料制成：60‑80份铝粉，5‑10份玻璃粉，20‑40份有机载体；其中，以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括75‑80wt％的有机溶剂，10‑20wt％助剂和5‑10wt％分散剂。本发明提供的太阳能电池用铝浆料，通过合理的调整铝粉与玻璃粉的比例，有效的提高了光电转换效率。利用本发明的铝浆料制作的太阳能电池具有较低的翘曲度，提高了电池的开路电压及转换效率。本发明提供的制备方法设计合理，玻璃粉既可以自行制作，也可以直接购买成品，工艺简单，易于操作，所制得的铝浆料性能优良，生产成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种太阳能电池用铝浆料及其制备方法。
背景技术
铝浆作为晶体硅的背电极材料，主要由导电相，无机粘结相，添加剂以及载体组成。这些部分对铝浆的性能有着至关重要的影响。太阳能电池用铝浆与普通电子封装用料浆不同，太阳能电池电极用料浆除了要求导电良好，还要与硅这种半导体材料形成良好的欧姆接触，这样才能起到提高光电转换效率的作用。
太阳能电池用铝浆是为丝网印刷硅太阳能电池背面电极而研制开发的高性能导电铝浆。传统铝浆在与正面电极浆料共烧结时，可能出现硅片变形、有微裂纹甚至起熔珠的现象，在克服翘曲度的问题后又难以获得较好的光电转换效率，而光电转换效率是衡量一种太阳能电池优劣情况的重要技术指标。
CN 102592748 A中公开了一种太阳能电池银铝浆料的生产工艺，该专利使用银粉、金粉与铝粉搭配作为导电浆料的原料，虽然提高了光电转换效率，但翘曲度的问题并没有解决，且成本较高，不利于推广使用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种兼顾低翘曲度和高光电转换效率的太阳能电池用铝浆料。
本发明的另一目的是提供一种设计合理，易于操作的太阳能电池用铝浆料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种太阳能电池用铝浆料，由以下重量份的原料制成：60-80份铝粉，5-10份玻璃粉，20-40份有机载体；其中，以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括75-80wt％的有机溶剂，10-20wt％助剂和5-10wt％分散剂。
所述铝粉为球状铝粉，粒径为2～5μm。
所述玻璃粉由以下重量百分比的成分组成：SiO2 20-30％，BaO 1-2％，TiO2 1-2％，Bi2O3 30-50％，Al2O3 5-10％，B2O3 15-35％，CaO 0.1-0.5％，总计100％。
所述有机溶剂为邻苯二甲酸二辛酯，松油醇，松节油，丁基卡必醇，丁基卡必醇醋酸酯中的两种或两种以上的混合物。
所述助剂为聚酰胺粉末。
所述分散剂为十八烷酸。
一种太阳能电池用铝浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)制备玻璃粉：将原料按比例称取后混合，搅拌均匀，放入坩埚中，使用高温熔炉在1300-1400℃将所述坩埚中的原料熔炼成均匀的玻璃液，使用轧片机将玻璃液轧成碎薄片，淬碎烘干，再用球磨机粉碎，制得所述玻璃粉；
步骤2)制备有机溶剂：将原料按比例称取，混合均匀，制成所述有机溶剂；
步骤3)制备铝浆料：将步骤2)所述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入分散剂，搅拌均匀后加入步骤1)所述玻璃粉和铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入助剂，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
本发明提供的太阳能电池用铝浆料，通过合理的调整铝粉与玻璃粉的比例，有效的提高了光电转换效率，分散剂的使用，让浆料形成稳定的，均匀分散的结构，利于丝网印刷，印刷过程中不堵网、不干网。利用本发明的铝浆料制作的太阳能电池具有较低的翘曲度，提高了电池的开路电压及转换效率。本发明提供的制备方法设计合理，玻璃粉既可以自行制作，也可以直接购买成品，工艺简单，易于操作，所制得的铝浆料性能优良，生产成本较低。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以下实施例所用铝粉为粒径在2～5μm之间的球状铝粉。
实施例1
1、按比例称取以下原料：SiO2 20-30％，BaO 1-2％，TiO2 1-2％，Bi2O3 30-50％，Al2O3 5-10％，B2O3 15-35％，CaO 0.1-0.5％，总计100％。称取后混合，搅拌均匀，放入坩埚中，使用高温熔炉在1300-1400℃将所述坩埚中的原料熔炼成均匀的玻璃液，使用轧片机将玻璃液轧成碎薄片，淬碎烘干，再用球磨机粉碎，制得玻璃粉。
2、按质量比为4：6称取邻苯二甲酸二辛酯、松油醇，混合均匀，制成有机溶剂。
3、按重量份将15份上述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入1份十八烷酸，搅拌均匀后加入5份上述玻璃粉和60份铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入4份聚酰胺粉末，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
实施例2
1、按实施例1所述的方法制备玻璃粉。
2、按质量比为4：3：3称取邻苯二甲酸二辛酯、松油醇、丁基卡必醇，混合均匀，制成有机溶剂。
3、按重量份将32份上述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入2份十八烷酸，搅拌均匀后加入10份上述玻璃粉和80份铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入6份聚酰胺粉末，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
实施例3
1、按实施例1所述的方法制备玻璃粉；
2、按质量比为4：4：2称取松节油、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯，混合均匀，制成有机溶剂；
3、按重量份将24份上述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入1.5份十八烷酸，搅拌均匀后加入6份上述玻璃粉和70份铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入4.5份聚酰胺粉末，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
实施例4
1、按实施例1所述的方法制备玻璃粉；
2、按质量比为3：3：2：2称取邻苯二甲酸二辛酯、松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯，混合均匀，制成有机溶剂；
3、按重量份将28份上述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入3.5份十八烷酸，搅拌均匀后加入8份上述玻璃粉和64份铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入3.5份聚酰胺粉末，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
实施例1-4制备的玻璃粉具体各组使用原料重量百分比如表1所示。
表1玻璃粉原料成分比例(wt％)
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| SiO2 | 27.9 | 20 | 30 | 25.2 |
| BaO | 1 | 2 | 1.3 | 1.6 |
| TiO2 | 1 | 2 | 1.5 | 1.7 |
| Bi2O3 | 50 | 30.5 | 30 | 40.8 |
| Al2O3 | 5 | 10 | 7 | 6.3 |
| B2O3 | 15 | 35 | 29.8 | 24.1 |
| CaO | 0.1 | 0.5 | 0.4 | 0.3 |
| 总量 | 100 | 100 | 100 | 100 |
测试例1
将实施例1-4制得的太阳能电池用铝浆料分别采用丝网印刷的方式印刷于156mm*156mm的基板硅晶片上，经烘干烧结处理后进行检测，结果如表2所示。
表2检测结果
Claims (7)
1.一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：60-80份铝粉，5-10份玻璃粉，20-40份有机载体；其中，以有机载体的总量为基准，所述有机载体包括75-80wt％的有机溶剂，10-20wt％助剂和5-10wt％分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，所述铝粉为球状铝粉，粒径为2～5μm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，所述玻璃粉由以下重量百分比的成分组成：SiO2 20-30％，BaO 1-2％，TiO2 1-2％，Bi2O3 30-50％，Al2O3 5-10％，B2O3 15-35％，CaO 0.1-0.5％，总计100％。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，所述有机溶剂为邻苯二甲酸二辛酯，松油醇，松节油，丁基卡必醇，丁基卡必醇醋酸酯中的两种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，所述助剂为聚酰胺粉末。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池用铝浆料，其特征在于，所述分散剂为十八烷酸。
7.权利要求1所述的太阳能电池用铝浆料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)制备玻璃粉：将原料按比例称取后混合，搅拌均匀，放入坩埚中，使用高温熔炉在1300-1400℃将所述坩埚中的原料熔炼成均匀的玻璃液，使用轧片机将玻璃液轧成碎薄片，淬碎烘干，再用球磨机粉碎，制得所述玻璃粉；
步骤2)制备有机溶剂：将原料按比例称取，混合均匀，制成所述有机溶剂；
步骤3)制备铝浆料：将步骤2)所述有机溶剂置于搅拌分散机中，一边搅拌一边加入分散剂，搅拌均匀后加入步骤1)所述玻璃粉和铝粉，分多次加入，每次加入后先搅匀，最后加入助剂，在1200r/min下高速搅匀，然后用三辊研磨机进行研磨，得到所述太阳能电池用铝浆料。
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