太阳能电池背电极用金属丝及制备方法、太阳能电池片及制备方法和太阳能电池组件技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池背电极用金属丝，所述金属丝为锌合金，其组成为AXBYCZDW，其中A为锌元素，B为锡元素，C选自铅、铋、锑元素中的至少一种，D选自铜、银元素中的至少一种；X、Y、Z、W为质量百分含量，且X为8.0~80，Y为20~92，Z为0~40，W为0~6.0，且X+Y+Z+W=100。本发明专利技术还提供了该金属丝的制备方法，以及采用该金属丝制备太阳能电池片的方法，以及采用该方法制备得到的太阳能电池片和太阳能电池组件。本发明专利技术的太阳能电池片中，背电极制备工艺简单，且其与铝背场的附着力良好，与普通光伏焊带的可焊性好，粘合力高，电池片的光电转化效率得到一定提升，尤其是背电极制备不使用银浆，有效地降低了太阳能电池的材料成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种太阳能电池背电极用金属丝，所述金属丝为锌合金，其组成为AXBYCZDW，其中A为锌元素，B为锡元素，C选自铅、铋、锑元素中的至少一种，D选自铜、银元素中的至少一种；X、Y、Z、W为质量百分含量，且X为8.0~80，Y为20~92，Z为0~40，W为0~6.0，且X+Y+Z+W=100。本专利技术还提供了该金属丝的制备方法，以及采用该金属丝制备太阳能电池片的方法，以及采用该方法制备得到的太阳能电池片和太阳能电池组件。本专利技术的太阳能电池片中，背电极制备工艺简单，且其与铝背场的附着力良好，与普通光伏焊带的可焊性好，粘合力高，电池片的光电转化效率得到一定提升，尤其是背电极制备不使用银浆，有效地降低了太阳能电池的材料成本。【专利说明】太阳能电池背电极用金属丝及制备方法、太阳能电池片及 制备方法和太阳能电池组件
本专利技术属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池背电极用金属丝及其制备 方法、一种太阳能电池片及其制备方法和太阳能电池组件。
技术介绍
目前成熟商业化生产的晶体硅太阳电池以其工艺流程简单、转化效率高、便于大 规模生产等优点迅速发展起来，该类电池占据了光伏市场电池量的80%以上的份额。并且， 晶体硅太阳电池有望成为未来电力供应的主要支柱。 目前商业的制作晶体硅太阳电池电极的方法是金属化工艺，即采用丝网印刷的方 法在硅片的背光面印刷2~3条背银浆料，烘干，然后再在电池的背光面除印刷背银浆料的 区域之外印刷背铝浆料，烘干，再在电池的向光面印刷向光面银浆，然后过烧结炉一次烘干 烧结而成。该方案在背光面银浆区域烧结后形成背面电极，向光面银浆区域烧结后形成正 面电极，工艺简单成熟。但是，该方案的电极线所采用浆料均使用含银导电浆料，因此，其材 料成本相对较高。如何采用非银材料作为电池的导电电极，并保持良好的导电、附着、焊接 等性能，依旧是当前晶体硅太阳电池电极研究的热点。 目前，现有技术中有采用含镀银铜浆料作为背面电极浆料而制备太阳能电池的方 法，该背面电极浆料中所采用的导电金属粉体由银粉和镀银铜粉两者组成，其中镀银铜粉 占大半部分。该方法能有效降低背面电极的制作成本，解决了纯贱金属浆料如铜浆在电池 片烧结过程中的氧化问题，接触电阻无明显增加，电池转换效率基本保持不变。但是，该方 法还是采用了金属银制备浆料工艺，该方案与传统的背面银浆技术无本质上的区别，并且 镀银铜粉的价格相对仍较高。另外，该导电金属粉体中添加的镀银铜粉过多，还可能会造成 浆料烧结后背电极带与硅基底的附着性能下降的问题。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中晶体硅太阳电池的背面电极浆料采用银浆导致成本高 的技术问题，提供一种成本低、光电转化率有相对提升的非银材料的太阳能电池背电极用 金属丝及其制备方法、一种太阳能电池片及其制备方法和太阳能电池组件。 具体地，本专利技术的技术方案为： 一种太阳能电池背电极用金属丝，所述金属丝为锌合金，其组成为AXBYCZD W，其中A为锌 元素，B为锡元素，C选自铅、铋、锑元素中的至少一种，D选自铜、银元素中的至少一种；X、Y、 Z、W为质量百分含量，且X为8. 0?80, Υ为20?92, Ζ为0?40, W为(Γ6. 0,且X+Y+Z+W=100。 本专利技术还提供了所述太阳能电池背电极用金属丝的制备方法，包括将各金属原料 按比例熔合后再浇铸、挤压、拉丝得到。 进一步地，本专利技术提供了一种太阳能电池片的制备方法，包括将背面具有铝背场 的硅片加热，至铝背场表面温度达到15(T250°C ;然后将本专利技术提供的金属丝采用焊机加热 至15(T500°C，使金属丝熔融，再将熔融物涂覆于铝背场表面，形成长条形涂布带，冷却后形 成背电极，得到所述太阳能电池片。本专利技术还提供了一种太阳能电池片，包括硅片、位于硅 片背面的铝背场、位于铝背场上的背电极；所述太阳能电池片由本专利技术提供的制备方法制 备得到。 最后，本专利技术提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的 背板、密封胶层、电池片、密封胶层和透光层；其中，所述电池片为本专利技术提供的太阳能电池 片。 本专利技术中，直接采用组成为AXBYCZD W的锌合金金属丝用作太阳能电池的背电极，一 方面无需使用电极银浆，能有效降低电池的材料成本，且金属丝以及背电极的制作工艺简 单；另外，采用本专利技术组成的金属丝制作太阳能电池背电极时，其与铝背场的附着力良好， 与普通光伏焊带的可焊性好，粘合力高，同时铝背场的面积较传统银背电极太阳能电池有 所增加，使得本专利技术提供的太阳能电池片的光电转化效率也得到有效提升。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术提供的太阳能电池片的侧面示意图。 图2为本专利技术提供的太阳能电池片的背光面俯视图。 图中，1--背电极，2--铝背场，3--衬底。 【具体实施方式】 -种太阳能电池背电极用金属丝，所述金属丝为锌合金，其组成为AXBYC ZDW，其中A 为锌元素，B为锡元素,C选自铅、秘、铺元素中的至少一种,D选自铜、银元素中的至少一种； X、Y、Z、W 为质量百分含量，且X 为 8. (Γ80，Υ 为 2(Γ92，Ζ 为 0?40，W 为(Γ6. 0,且X+Y+Z+W=100。 本专利技术中，直接采用组成为AXBYCZD W的锌合金金属丝用作太阳能电池的背电极，一 方面无需使用电极银浆，能有效降低电池的材料成本，且金属丝以及背电极的制作工艺简 单；另外，采用本专利技术组成的金属丝制作太阳能电池背电极时，其与铝背场的附着力良好， 与普通光伏焊带的可焊性好，粘合力高。 具体地，本专利技术中，所述金属丝的组成中含有较高质量组成（8. (T80wt%)的锌元 素。锌铝两元素的亲和性很高，因此在合金熔化状态下，合金中的锌原子能有效充当助熔剂 的作用。太阳能电池的铝背场表面的氧化铝膜很薄，高温熔融时金属丝（即前述组成的锌合 金）中的锌原子能迅速熔蚀该表层氧化铝膜，同时金属丝熔融液穿过氧化铝膜与铝背场内 的铝发生浸润并接触，依靠原子间的引力，使得金属丝熔融液就可粘附在铝背场表面，冷却 后即形成背电极带。本专利技术的专利技术人通过大量实验发现，要使金属丝熔融液冷却后形成的 背电极带与铝背场有好的粘合力，本专利技术提供的金属丝锌合金中锌的质量百分含量即X的 取值必须为8. (Γ80。 作为本专利技术的一种优选实施方式，所述金属丝的组成为ZnxlSnY1，其中XI、Y1为质 量百分含量，即该金属丝为锌锡二元合金。因纯锌的导电性比纯锡好，但熔点比锡高，因此， 锌锡合金中锌含量越高，则合金的导电性越好，但合金熔点也越高(针对锌含量大于8. Owt% 的情况而言)，导致该金属丝的熔融温度也越高，电池片隐裂的机会变大。目前，普通光伏焊 带为镀锡铜带，其涂层成分主要组成为锡（也可能含有铅，也还可能含少量的铜或/和银)， 锌锡的结合强度不如锡锡本身，如合金丝中的锌含量过高，则导致锡含量的过少，会导致得 到的背电极带与光伏焊带的结合力变差。此外，锌对背电场中的铝的浸润性要高于锡，过 高锌含量的合金丝在涂覆时，冷却后形成的金属带（即背电极带)，其边缘一致性会变差。本 专利技术的专利技术人通过进一步实验发现，当金属丝采用Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池背电极用金属丝，其特征在于，所述金属丝为锌合金，其组成为AXBYCZDW，其中A为锌元素，B为锡元素，C选自铅、铋、锑元素中的至少一种，D选自铜、银元素中的至少一种；X、Y、Z、W为质量百分含量，且X为8.0~80，Y为20~92，Z为0~40，W为0~6.0，且X+Y+Z+W=100。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟华，秦世嵘，姜占锋，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44