一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料制造技术

本发明专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量%。本发明专利技术的铝导电浆料用于制备太阳能电池片，电池片的翘曲度低，电池片的耐水煮性高、光电转化率高，可以使得156×156mm的多晶硅的平均翘曲度小于1.20mm，且电池的平均光电转换效率高于17.55%。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料
本专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。
技术介绍
晶体硅太阳能电池是一种取之不竭的绿色环保可再生能源，当前国际研究非常活跃。铝导电浆料属于电子信息材料之一，同时也是制作该类电池的主要辅助材料。目前的晶体硅太阳能电池的制作工艺中，铝导电浆料几乎印刷在电池的整个背光面上，由于金属铝的热膨胀系数的差异，造成铝导电浆料在烧结时，在硅片内产生应力，造成电池片的翘曲。为了进一步降低电池的制造成本，电池的硅片的厚度不断减薄，传统的铝导电浆料印刷烧结后，电池片翘曲越发严重，这直接影响太阳能电池的成品率及后续的组件工艺。减少硅片翘曲，目前可实施的工艺有：减少铝浆印刷时的转移量，降低烧结温度，通过特殊冷却技术使基体产生塑性变形等等，但最有效的方法还是通过一定的配方设计或制造工艺，消除或减少铝膜与硅基底层应力产生根源，制作一种光电转化效率、铝背场的外观、附着力、耐水煮性均能符合行业要求，同时使硅片翘曲度小的晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。专利申请CN101621082公开了一种硅太阳能电池背场用铝导电浆料，该专利采用锡粉作为无机粘结剂，旨在克服现有硅太阳能电池用铝导电浆料因添加玻璃粉而引起的导电性差及弯曲的问题，虽然采用锡粉的导电性要比无机玻璃粉的好，但铝导电浆料中的玻璃粉不仅仅有粘接铝膜与硅衬底的作用，其更重要的作用是在熔融时腐蚀球形铝粉表面的氧化铝，使铝粉内部新鲜的铝剥离出来，从而与硅形成硅铝合金层（铝背场），而金属锡无腐蚀氧化铝的效果，因此采用该方法得到的铝导电浆料制备电池片，该电池片不耐水煮，光电转换效率达不到行业的要求，并且电池片的翘曲度降低效果也不好。因此，现在急需一种导电浆料，采用该铝导电浆料制备的晶体硅太阳能电池片更耐水煮，电池的硅片翘曲度更低，且光电转化率也较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中由于导电浆料而导致制备的太阳电池片不耐水煮，电池的硅片翘曲度大，且光电转化率也较低的缺陷，提供一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料。本专利技术的专利技术人在研究中发现，将抗翘曲度添加剂和不含有Bi2O3和PbO但大量含有ZnO的无机玻璃粉混合制备成玻璃粉混合物，用于制备晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，进而制备晶体硅太阳能电池片，即可降低电池片的翘曲度，提高电池片的耐水煮性和光电转化率。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量%。优选地，以所述铝导电浆料的重量为基准，所述铝粉的含量为69.5-79重量%，所述玻璃粉混合物的含量为0.5-1.5重量%，所述有机载体的含量为20-30重量%。优选地，所述抗翘曲度添加剂含有V2O5和/或Ga2O3。优选地，抗翘曲度添加剂为V2O5和Ga2O3的混合物，V2O5和Ga2O3的重量比为1：0.1-10。优选地，抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D10处在0.1-1.0μm，D50处在0.5-3.0μm，D90处在4.0-10μm。本专利技术的晶体硅太阳能电池铝导电浆料用于制备晶体硅太阳能电池片，电池片的翘曲度低，电池片的耐水煮性高、光电转化率高，可以使得156×156mm的多晶硅的平均翘曲度小于1.20mm，且电池的平均光电转换效率高于17.55%。推测原因可能因为抗翘曲度添加剂的存在，可使玻璃粉的熔融体中的铝粉被包裹，部分铝粉粒子之间的熔融与相互结合变得困难，熔融的铝微粒在烧结的冷却阶段，其收缩效应表现得不如原来那么强烈，这样间接降低了铝膜层和硅衬底层之间膨胀系数的差异，因此电池片的翘曲度得到降低。由于ZnO属于中间体氧化物，它同时存在夺取和给出“游离氧”的倾向，而Bi2O3和PbO属于网络外体，能够破坏网络的骨架结构，造成硅氧骨架断裂的“节点”，因此在本专利技术玻璃粉混合物中，以ZnO为主体组成物的玻璃粉，对球形铝粉表面的氧化铝的腐蚀作用，比以Bi2O3和PbO为主体组成物的玻璃粉的要弱一些，但在本专利技术的玻璃粉混合物中，BaO（网络外体）的含量较高，因此，本专利技术制备的无机玻璃粉的对铝粉表面的氧化铝的腐蚀效应保持中等，因此提高了制得的电池片的耐水煮性。同时又由于无机玻璃粉以ZnO（密度小）为主体，且不含Bi2O3或PbO等重金属氧化物，得到的无机玻璃粉的密度小，其松装密度可在1.0g/ml以下，振实密度在2.0g/ml以下，因此一定量的平均粒径和数目的玻璃粉微粒，熔蚀同样数目表面有一定厚度的球形铝粉，所需要的玻璃粉重量较小，而玻璃粉的成本在铝晶体硅太阳能电池用铝导电浆料中占有相当的比重，因此，减少玻璃粉的用量，就降低了浆料的成本，同样也降低了太阳能电池片的生产成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。一方面，本专利技术提供了一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量%。本领域技术人员知晓，在铝导电浆料烧结过程中，玻璃粉弥散在铝粉周围，烧结过程中，熔融玻璃中的玻璃粉混合物会迅速腐蚀铝粉表面的氧化铝层，造成氧化铝壳层的破裂，从而使熔融铝单质扩散入硅片层中，形成所述铝背场。因此，玻璃粉在铝导电浆料中的主要作用是融蚀掉铝粉表面的氧化铝层，促使单质铝向硅片层中扩散。根据本专利技术所述的铝导电浆料，其中，只要以ZnO为主体，含有抗翘曲度添加剂，但不含有Bi2O3和PbO，制备成玻璃粉混合物，即可实现专利技术目的，制得翘曲度低，耐水煮性高、光电转化率高的电池片。但为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，抗翘曲度添加剂优选为V2O5和/或Ga2O3，更优选为V2O5和Ga2O3的混合物，采用两氧化物的混合物，可使两者之间具有协同作用，对降低翘曲度有更加有利。根据本专利技术所述的铝导电浆料，其中，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，V2O5和Ga2O3的重量比为1：0.1-10。根据本专利技术所述的铝导电浆料，抗翘曲度添加剂的粒径以分布可以为常规格，为了进一步降低电池片的翘曲度，提高制得的电池片的耐水煮性、光电转化率，优选地，抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D10处在0.1-1.0μm，D50处在0.5-3.0μm，D90处在4.0-10μm。在该优选情况下，由于V2O5和Ga2O3属于表面活性强的粉体，有较强的拉低玻璃熔融体的表面张力的作用，掺有微细的V2O5粉和/或Ga2O3粉可使本专利技术的玻璃粉混合物在熔融时，更迅速地向球形铝粉表面扩散，将球形铝粉包裹并腐蚀其表面的氧化铝薄膜。根据本专利技术所述的铝导电浆料，其中，无机玻璃粉只要以ZnO为主体，且不含有Bi2O3和PbO即可，为了进一步提高制得的电池片的耐煮性，优选地，无机玻璃粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，其特征在于，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20‑50重量%。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料，其特征在于，该导电浆料含有铝粉、玻璃粉混合物和有机载体，所述玻璃粉混合物含有无机玻璃粉和抗翘曲度添加剂，所述无机玻璃粉含有ZnO、B2O3、BaO、SiO2、Sb2O3、Sb2O5、CaO、MgO和Al2O3，不含有Bi2O3和PbO，以所述无机玻璃粉的重量为基准，ZnO的含量为20-50重量％，B2O3的含量为10-30重量％，BaO的含量为5.0-20重量％，SiO2的含量为5.0-15重量％，Sb2O3的含量为10-25重量％，Sb2O5的含量为0.5-5.0重量％，CaO的含量为0.5-5.0重量％，MgO的含量为1.0-5.0重量％，Al2O3的含量为1.0-5.0重量％，所述抗翘曲度添加剂含有V2O5和Ga2O3，V2O5和Ga2O3的重量比为1：0.1-10。2.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述抗翘曲度添加剂的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D10处在0.1-1.0μm，D50处在0.5-3.0μm，D90处在4.0-10.0μm。3.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，所述无机玻璃粉的平均粒径为1.0-4.0μm，粒度分布为D10处在0.1-1.0μm，D50处在0.5-3.0μm，D90处在4.0-10μm。4.根据权利要求1所述的导电浆料，其中，以所述玻璃粉混合物的重量为基准，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟华，
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