一种高附着力太阳能电池无铅铝浆制造技术

本发明专利技术涉及一种强附着力太阳能电池铝浆，所述无铅铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉75-90份、有机粘合剂15-30％、无铅玻璃粉1-10％，其中各组分的重量百分数之和为100％。本发明专利技术具有不含有铅等有毒物质，对人体危害性小，铝膜与硅基片之间能形成良好的欧姆接触，翘曲度低，耐煮性好，光电转换效率高，不易脱落的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶体硅太阳能电池背场铝浆，属于太阳能电池

技术介绍
太阳能是一种绿色能源，因其无污染、取之不竭、不受地域资源限制等优点而越来越受到人们的重视，所以太阳能电池应运而生。晶硅太阳能电池是一种能够对光能响应并能将光能转换成电能的器件，它可以利用光生伏特效应将光能转换为电能。晶体硅太阳能电池背场铝浆主要由铝粉、有机粘合剂和无机粘合剂-金属玻璃粉组成。铝粉作为铝电极浆料中的功能相，烧结后铝粉间互相连接构成导电通道，并与硅形成硅铝合金实现欧姆接触，因此铝粉的各项性能对硅太阳能电池输出特性、电极的外观和机械强度起着关键性影响；有机粘合剂用于分散超微细粉形成膏状组合物，通常由溶剂、起增稠作用的高分子聚合物和助剂组成，其挥发性是影响电子浆料储存稳定性、浆料制备元器件过程的烧结工艺温度、膜层质量以及电子元器件性能的重要因素之一；金属玻璃粉是铝电极浆料中的重要成分，起着溶蚀铝粉表面不导电薄膜层以及黏结铝粒子的作用，因此其组分和含量对电极的电特性和表面特性有至关重要的影响。为了有效降低晶体硅太阳能电池的发电成本，目前广泛采用降低硅片厚(150～180μm)的方法提高晶体硅的使用效率；此外，通过研制高性能的晶体硅太阳能电池用银浆、铝浆，提高其转换效率，也是降低成本的有效途径。目前市场上主流的晶体硅太阳能电池背场铝浆的主要缺点如下：(1)浆料中的有机粘合剂含有低毒物质，制备过程中挥发严重，效率低下，对人体危害性大；(2)无机粘合剂金属玻璃粉含有铅等有毒元素，对环境和人体都有一定程度的毒害；(3)铝膜与硅基片之间无法形成良好的欧姆接触，易脱落、起疱，导致其光电转换效率低下；(4)为降低晶体硅太阳能电池成本，无法同时满足低翘曲度和强附着力两方面的要求。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种高附着力阳能电池无铅铝浆。为解决以上技术问题，本专利技术所提供的一种高附着力太阳能电池无铅铝浆，其特征在于：所述无铅铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉75-90份、有机粘合剂15-30％、无铅玻璃粉1-10％，其中各组分的重量百分数之和为100％。所述铝粉纯度＞99.9％，1-2um的球形铝粉，振实密度为≥1.1g/cm3，氧含量为1.3-1.8，3-4um的球形铝粉振实密度为1.30g/cm3，氧含量为0.6-0.9，5-7um的球形铝粉振实密度为1.45g/cm3，氧含量为0.30-0.40形貌为球形。所述无铅玻璃粉的组成和重量百分数为：氧化铋20-28％、氧化硼5-15％、氧化硅21-29％、氧化锌5-30％、氧化钙1-10％、氧化锑1-15％、氧化锡1-10％、氧化铝0.5-2％、碳酸钡8-15％、氧化镧3-6％。有机粘合剂的组成和重量百分数为：多元醇50～70％，纤维素5～10％、聚乳酸4～7％、丙烯酸异辛酯3～6％、丙烯酰胺5～10％、表面活性剂3～5％、松节油10～30％、有机硅化合物5％～10％、山梨醇酐硬脂酸酯2％～8％混合均匀，在80～150℃温度下边加热边搅拌的溶解方式，时间为60～120min，得到透明的有机粘合剂。本专利技术的优点在于，本专利技术的优点和有益效果：(1)铝粉是浆料的重要组分，铝粉纯度＞99.9％，1-2um的球形铝粉，振实密度为≥1.1g/cm3，氧含量为1.3-1.8，3-4um的球形铝粉振实密度为1.30g/cm3，氧含量为0.6-0.9，5-7um的球形铝粉振实密度为1.45g/cm3，氧含量为0.30-0.40形貌为球形在满足浆料电性能的同时，无铝珠，无铝包，铝膜光滑平整。(2)有机粘合剂中加入松节油、表面活性剂，烧结时会产生还原气氛，保护铝不被氧化，提高铝膜的导电性能。(3)有机硅化合物、山梨醇酐硬脂酸酯的加入，改良了有机粘合剂之间的相互连接性，增强了浆料的流平性，印刷过网性能明显提高，同时铝膜在烘干后粘结强度高，在烧结后不脱落、附着力超强(本专利技术铝浆的附着力大于5N，可称为强附着力铝浆)，经印刷、烧结后晶体硅的翘曲度低。(4)金属玻璃粉中加入了一定比例的Al、Zn、V元素，使得铝背场与硅片之间的欧姆接触良好，附着力明显增强，电性能及转换效率相应提升，同时未加入铅元素物质，是环保型产品。具体实施方式下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制，仅仅示例说明：实施例11、铝粉铝粉纯度＞99.9％，1-2um的球形铝粉，振实密度为≥1.1g/cm3，氧含量为1.3-1.8，3-4um的球形铝粉振实密度为1.30g/cm3，氧含量为0.6-0.9，5-7um的球形铝粉振实密度为1.45g/cm3，氧含量为0.30-0.40形貌为球形。2、有机粘合剂的制备称取多元醇50％，纤维素5％，聚乳酸4％，丙烯酸异辛酯4％，丙烯酰胺6％，表面活性剂3％，松节油15％，有机化合物8％，山梨醇酐硬脂酸酯5％，以上各物混合后加热至80～100℃溶解100min，得到透明的具有良好润滑性、印刷性的胶体。3、无铅玻璃粉的制备氧化铋25％、氧化硼5％、氧化硅25％、氧化锌16％、氧化钙5％、氧化锑5％、氧化锡5％、氧化铝1％、碳酸钡10％、氧化镧3％，用混料机混合均匀后，装入陶瓷坩埚内，在烘箱中150℃干燥2h，放入马弗炉中，1000～1200℃熔炼1h，水淬后烘干，再用行星球磨机3h，烘干得到10μm以下的无铅金属玻璃粉。4、铝背场浆料的制备按质量百分比67％的铝粉，28％的有机粘合剂，5％的无铅玻璃粉，混合均匀后用三辊研磨机轧浆3次后，得到细度≤12μm，粘度28kcps的铝背场浆料。将上述浆料用280目丝网印刷于氧化铝基片上，在峰值温度为750℃的条件下烧结30～60s，冷却至室温，测量方阻为12.3mΩ/□。将上述浆料用280目丝网印刷于125mm×125mm单晶硅片上(厚度180±5μm)，经烘干、烧结后测试其电性能，得到数据如下表1：表1实施例1制备样品经烘干、烧结后测试的电性能用游标卡尺测定弯曲在0.5mm左右；铝膜灰色、光滑，无铝珠、无铝疱，不起灰，外观性能优良，拉力测试结果为附着力大于5N。实施例21、铝粉铝粉纯度＞99.9％，1-2um的球形铝粉，振实密度为≥1.1g/cm3，氧含量为1.3-1.8，3-4um的球形铝粉振实密度为1.30g/cm3，氧含量为0.6-0.9，5-7um的球形铝粉振实密度为1.45g/cm3，氧含量为0.30-0.40形貌为球形。2、有机粘合剂的制备多元醇55％，纤维素5％，聚乳酸4％，丙烯酸异辛酯4％，丙烯酰胺6％，表面活性剂3％，松节油10％，有机化合物7％，山梨醇酐硬脂酸酯6％，以上各物混合后加热至80～100℃溶解100min，得到透明的具有良好润滑性、印刷性的胶体。3、无铅玻璃粉的制备氧化铋20％、氧化硼8％、氧化硅22％、氧化锌20％、氧化钙4％、氧化锑5％、氧化锡5％、氧化铝1％、碳酸钡12％、氧化镧3％，用混料机混合均匀后，装入陶瓷坩埚内，在烘箱中150℃干燥2h，放入马弗炉中，1000～1200℃熔炼1h，水淬后烘干，再用行星球磨机3h，烘干得到10μm以下的无铅金属玻璃粉。4、铝背场浆料的制备按质量百分比70％的铝粉，22％的改性有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高附着力太阳能电池无铅铝浆，其特征在于：所述无铅铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉75‑90份、有机粘合剂15‑30％、无铅玻璃粉1‑10％，其中各组分的重量百分数之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种高附着力太阳能电池无铅铝浆，其特征在于：所述无铅铝浆的原料组分及重量含量如下：铝粉75-90份、有机粘合剂15-30％、无铅玻璃粉1-10％，其中各组分的重量百分数之和为100％。2.根据权利1所述的一种高附着力太阳能电池无铅铝浆，其特征在于：所述铝粉纯度＞99.9％，1-2um的球形铝粉，振实密度为≥1.1g/cm3，氧含量为1.3-1.8，3-4um的球形铝粉振实密度为1.30g/cm3，氧含量为0.6-0.9，5-7um的球形铝粉振实密度为1.45g/cm3，氧含量为0.30-0.40形貌为球形。3.根据权利1所述的一种高附着力太阳能电池无铅铝浆，其特征在于：所述无铅玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏彬，
申请(专利权)人：江苏正能电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32