一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，所述背铝浆料包含以下质量百分含量的组分：铝粉60～80％，无机粘结剂1～10％，有机粘合剂15～25％，有机助剂0.1～5％，其中各组分的质量百分含量之和为100％。该背铝浆料能在太阳能电池背面形成均匀的铝硅合金层，增加电子传导性能，降低串联电阻，增加短路电流，提高光电转换效率。本发明专利技术还公开了上述高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料及其制备方法
本专利技术属于背铝浆料
，具体涉及一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料及其制备方法。
技术介绍
太阳能光伏发电是一种完全零排放的清洁能源，也是一种已规模应用的现实能源。据预测，2050年世界人口将增至89亿，届时能源的需求将是现在的3倍，而可再生能源要占50％。太阳电池的发电原理是利用光入射于半导体内所引起的光生伏打效应，即某种材料吸收光以后产生电动势的效应。当具有相当能量的光子入射于半导体时，光与半导体材料相互作用产生电子空穴对，如果存在n/p结，那么在内建电场的作用下，电子向N型半导体扩散运动，空穴向P型半导体扩散运动，并被n/p结分开产生光生电动势。如果用负载连结于两端，将提供电能。随着现在太阳电池的材料以及制作水平不断提高，太阳电池的少子寿命也不断的增加，即少子的扩散长度不断增长，当少数载流子的扩散长度与硅片的厚度相当或超过硅片厚度时，背表面的复合速度对太阳电池特性的影响就很明显。从现在的商业太阳电池来看，为了降低太阳电池的成本，提高效率，生产厂家也在不断地减小硅片的厚度，以降低原材料的价格，为此为了提高电池的效率，必须考虑降低电池背表面的复合速度，提高长波光谱响应。减小背表面的复合速度对于太阳电池来说，可以引进一个背表面场或高低结，这个区域把背表面的复合速度变成了背表面的有效复合速度。目前在我们的商业化生产上，一般都引进一个铝-硅合金来作为铝背场(Al-BSF)以形成一个高低结采用铝来作背场，而不采用硼进行扩散，是因为铝可以与硅在温度超过铝的熔点温度660℃后，可以在非常短的时间内形成一个高低结，用硼进行扩散形成一个较深的p+层，需要在高温(1000℃)下扩散大约1小时，而用铝在短短的几分钟内就可以完成。通过丝网印刷工艺印刷铝浆，后经高温烧结最终形成铝背场，从而提升电池的开路电压，降低背面少数载流子的复合从而起到良好的钝化效果，利用Al、Si原子晶格失配产生的应力，使硅中的重金属杂质或空位扩散至硅片表面或被有效吸除。同时与硅形成欧姆接触，降低电池的串联电阻。因此太阳能电池铝浆成为电池制作工艺中非常重要的原材料之一。铝浆的性能特点好坏直接影响电池性能优劣，如电性能、耐温性、外观等直接影响铝浆在电池制作过程中的使用及电池的性能。铝浆电性能是评估铝浆性能好坏的关键参数，也是电池厂对于铝浆最关注的性能，因为铝浆电性能的优劣直接影响到后续电池片电性能，从而影响组件的发电能力。所以铝浆的电性能需要达到客户接受水平才能推进铝浆被客户所接受。其中铝浆会影响电池片的开压、短流和串联电阻，进而影响到铝浆的转换效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，该背铝浆料能在太阳能电池背面形成均匀的铝硅合金层，增加电子传导性能，降低串联电阻，增加短路电流，提高光电转换效率。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料的制备方法，该制备方法工艺简洁，成本低。本专利技术的上述第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，所述背铝浆料由以下质量百分含量的组分组成：铝粉60～80％无机粘结剂1～10％有机粘合剂15～25％有机助剂0.1～5％，其中各原料的质量百分含量之和为100％。本专利技术所述铝粉优选为球形铝粉，其平均粒径优选为0.5～10μm，纯度大于99.7％，振实密度为0.5～3.0g/cm3，跨度为1.0～3.0。本专利技术所述无机粘结剂优选为玻璃粉，其优选由以下质量百分含量的原料制成：SiO210～20％，Al2O33～8％，Bi2O340～60％，Zn3(PO4)2·4H2O20～40％，MgO1～10％。无机粘结剂主要是起对铝粉助熔粘结作用。本专利技术所述有机粘合剂优选由以下质量百分含量的原料制成：乙基纤维素4～10％，丙烯酸树脂0～5％，吐温0～10％，乙二醇丙醚15～30％，丁基卡必醇醋酸酯10～30％，二乙二醇单丁醚醋酸酯15～35％。本专利技术中的有机粘合剂主要是起到分散润湿铝粉作用。本专利技术所述有机助剂优选为分散剂、流平剂、润湿剂和触变剂中的一种或几种。本专利技术有机分散剂添加后，能有效阻止铝粉颗粒之间的团聚，降低铝浆的粘度，增加铝浆烧结后铝层的致密度，提高铝浆的光电转换效率，减缓铝浆的分层现象。这些分散剂、流平剂、润湿剂和触变剂为本领域的常规助剂。本专利技术的上述第二个技术问题是通过如下技术方案来实现的：上述高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，取铝粉、无机粘结剂、有机粘合剂和有机助剂，混匀后研磨至细度不大于25μm的铝浆，即得高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料。其中混匀优选采用分散机混合均匀，研磨优选采用三辊研磨机研磨。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术通过对无机粘结剂的配方进行研究发现，采用本专利技术中的无机粘结剂配方，可以对铝粉助熔粘结作用，同时本专利技术通过对有机粘结剂的配方进行研究发现，采用本专利技术中的有机粘结剂配方，能有效阻止铝粉颗粒之间的团聚，降低铝浆的粘度，增加铝浆烧结后铝层的致密度，提高铝浆的光电转换效率，减缓铝浆的分层现象；(2)另外，本专利技术中的高电性的背铝浆料加入分散剂、流平剂、润湿剂和触变剂中的一种或几种作为有机助剂，这些有机助剂添加入铝浆中可制得均一分散铝粉颗粒，同时也能防止铝粉颗粒的沉降及团聚，使铝浆形成均一的悬浮液；同时由于以上有机助剂的加入，铝颗粒均匀分布在浆体中，通过丝网印刷，使大小铝颗粒整齐分布在硅片上并形成紧密堆积，高温烧结条件下，促进铝硅之间的熔融，形成均匀的铝硅合金层，增加了电子传导性能，降低串联电阻，增加了短路电流，提高了光电转换效率。具体实施方式本专利技术在下述各实施例中被给予了具体的说明。这些实施例都是说明性的，并不在任何方面限制本专利技术。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1铝粉为球形铝粉，平均粒径为0.5～10μm，纯度大于99.7％，振实密度为0.5～3.0g/cm3，跨度为1.0～3.0。制备无机粘结剂，无机粘结剂为玻璃粉：按质量份SiO218份，Al2O35份，Bi2O355份，Zn3(PO4)2·4H2O20份，MgO2份混匀制备无机粘结剂，备用。制备有机粘合剂：按质量份乙基纤维素4份，丙烯酸树脂2份，吐温5份，乙二醇丙醚25份，丁基卡必醇醋酸酯29份，二乙二醇单丁醚醋酸酯35份制备有机粘合剂，备用。有机助剂：使用润湿分散剂Disponer9250。按质量份铝粉76份，无机粘结剂3份，有机粘合剂20份，有机助剂1份，制得方阻为30mΩ/□，粘度为30000mPa·S，细度为12.5μm的背面铝浆。该高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，取铝粉、无机粘结剂、有机粘合剂和有机助剂，采用分散机混合均匀混匀后，再采用三辊研磨机研磨至细度为25μm的铝浆，即得高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料。实施例2铝粉：规格同实施例1无机玻璃粉：规格同实施例1制备有机粘合剂：按质量份乙基纤维素6份，丙烯酸树脂2份，吐温5份，乙二醇丙醚25份，丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，其特征是：所述背铝浆料由以下质量百分含量的组分组成：铝粉 60～80％，无机粘结剂 1～10％，有机粘合剂 15～25％，有机助剂 0.1～5％，其中各组分的质量百分含量之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，其特征是：所述背铝浆料由以下质量百分含量的组分组成：铝粉60～80％，无机粘结剂1～10％，有机粘合剂15～25％，有机助剂0.1～5％，其中各组分的质量百分含量之和为100％。2.根据权利要求1所述的高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，其特征是：所述铝粉为球形铝粉，其平均粒径为0.5～10μm，纯度大于99.7％，振实密度为0.5～3.0g/cm3，跨度为1.0～3.0。3.根据权利要求1所述的高电性的晶体硅太阳能电池背铝浆料，其特征是：所述无机粘结剂为玻璃粉，其由以下质量百分含量的原料制成：SiO210～20％，Al2O33～8％，Bi2O340～60％，Zn3(PO4)2·4H2O20～40％，MgO1～10％。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金，丁冰冰，马进，
申请(专利权)人：广州市儒兴科技开发有限公司，无锡市儒兴科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44