一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆及其制备方法，属于电池电极浆料领域。本发明专利技术所述铝浆包含以下重量百分比的组分：铝粉64

Aluminum slurry with good ability to burn through silicon nitride layer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池电极浆料领域，具体涉及一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(TOPCon)作为新的高效电池技术，在电池片的正背面都覆盖了一层氮化硅做为钝化膜，这种双面镀膜的结构增加了电池片的钝化效果，可以提升电池片的转化效率；TOPCon电池要求其正背面所用的浆料能够通过烧穿氮化硅层，与底层的Si或者poly
‑
Si形成良好的接触；目前均采用银浆或银铝浆分别印刷在正、背面烧结作为电极材料；但银浆作为电极浆料，技术推行的成本压力很大，目前市场上现有的铝浆对氮化硅膜层烧穿性能较差，在烧结过程中无法与硅基底形成良好的欧姆接触，烧结特性无法满足新技术的要求；CN201710717663.9和CN201410219821.4分别描述了两种可用铝浆直接烧穿钝化膜层的电池结构，但没有对所用的铝浆做具体描述；一些技术论文中也阐述了铝浆在TOPCon电池上的应用评估，但没有对浆料组分及设计进行相关论述。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种能在烧结过程中反应掉氮化硅膜层，进而与电池底部的Si基底或者Poly
‑
Si层形成良好接触的铝浆及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，包含以下重量百分比的组分：铝粉64
‑
72％，银铝合金粉0
‑
10％，玻璃粉2
‑
5％，有机助剂1
‑
3％，有机粘合剂14.9
‑
26.5％，锡粉0.1
‑
3％，铝硅合金粉1
‑
5％；所述玻璃粉由V2O5、P2O5、Sb2O3、ZnO、Bi2O3、Na2O和碱土金属氧化物组成。
[0005]本专利技术以V2O5‑
P2O5‑
ZnO多组分氧化物作为玻璃粉网络形成的主体，使玻璃粉具有较低的软化点和较低的表面张力，可以较大程度地对钝化膜进行浸润；本专利技术在玻璃粉中添加V2O5和Bi2O3，是因为V2O5和Bi2O3在高温状态下均具有强氧化性，可以使玻璃粉中添加的Sb2O3在强氧化作用下转变为具有一定氧化能力的Sb2O5，并以微晶态的形式分散于玻璃熔体中，同时，玻璃粉体系中具有氧化性的V
5+
和Sb
5+
可以与具有还原性的氮化硅发生氧化还原反应，进而破坏氮化硅层；另外，由于添加了P2O5，玻璃粉在高温熔融状态下，磷酸盐体系可以与氮氧化硅表面悬挂的H
+
结合变成具有腐蚀性的磷酸，磷酸也可以对氮化硅进行腐蚀破坏；本专利技术在铝浆中添加锡粉和铝硅合金粉，是因为锡粉和铝硅合金粉具有较低的软化点，能够快速熔融，促进铝颗粒间烧结的致密性提升，改善铝层的导电效果；本专利技术在铝浆中添加银铝合金粉，一方面可以提高铝层自身的导电性能，另一方面银粒子能改善没有被玻璃粉腐蚀区域的浆料与电池基底的接触效果。
[0006]优选地，所述铝粉为球形粉体，中位径D
50
为1
‑
5μm；所述银铝合金粉中位径D
50
为5
‑
15μm。
[0007]更优选地，所述铝粉中位径D
50
为1
‑
3μm，所述银铝合金粉中位径D
50
为8
‑
9μm；本发
明通过添加铝粉，可使玻璃粉腐蚀氮化硅后，铝颗粒在该区域与基底层形成接触；铝粉粒径越大，与基底接触的点减少，也容易在钝化膜被腐蚀的区域与Si基底或者Poly
‑
Si形成过量的反应，形成破坏性的复合中心，破坏钝化效果，因此，铝粉优选小粒径的颗粒。
[0008]优选地，所述玻璃粉为软化点为400
‑
450℃的低软化点玻璃粉，包含以下重量份的组分：V2O
5 25份
‑
40份，ZnO 20
‑
30份，P2O
5 15
‑
25份，Sb2O
3 5
‑
15份，Bi2O
3 8
‑
12份，Na2O 0.1
‑
3份，碱土金属氧化物1
‑
10份；所述低软化点玻璃粉的中位径D
50
为1.2
‑
1.5μm；低软化点的玻璃粉可以较大程度地对钝化膜进行浸润，粒径较小的玻璃粉分散在浆料中，能够对钝化膜进行更加均匀地腐蚀。
[0009]优选地，所述有机助剂包含分散剂、触变剂、润湿剂。
[0010]优选地，所述有机粘合剂包含以下重量份的组分：EC(乙基纤维素)1
‑
30份，有机溶剂70
‑
99份。
[0011]更优选地，所述有机溶剂为丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇二丁醚、醇酯十二、松油醇中的至少一种。
[0012]优选地，所述铝硅合金粉中硅的重量份为12份。
[0013]优选地，所述玻璃粉的制备方法，包含如下步骤：(1)将各原料混合均匀后进行熔炼并保温，(2)将保温后的熔料进行水淬、球磨，将所得固体进行干燥，即获得玻璃粉。
[0014]本专利技术还提供了所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆的制备方法，包含如下步骤：将各原料混合均匀后，进行分散轧制，即得所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆。
[0015]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，通过在玻璃粉中添加V2O5、P2O5、Sb2O3、ZnO、Bi2O3、Na2O和碱土金属氧化物，使该玻璃粉在熔融状态下能够有效地腐蚀掉氮化硅膜层，让铝层与Si基底或者Poly
‑
Si形成良好的接触；通过在铝浆中添加银铝合金粉，提高铝层的导电性能，同时促进没有被玻璃粉腐蚀区域的浆料与电池基底的接触效果，并且可以通过调整铝浆组分而控制铝粉颗粒与Si基底或者Poly
‑
Si的反应程度及铝层自身的烧结程度。
具体实施方式
[0016]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]本专利技术所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆的一种实施例，本实施例所述玻璃粉的配方见表1，所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆的配方见表2。
[0019]在实施例中，所述玻璃粉的制备方法为：按表1玻璃配方(重量份)进行配料，(1)将各种原料混料并搅拌均匀，将混合后的物料放入坩埚置于高温马弗炉中熔炼，熔炼温度1000℃，保温时间40min；(2)将保温后的熔料依次倒入去离子中水淬，并将水淬后的玻璃渣球磨，球磨后的玻璃浆静置后，进行烘干，烘干后即得玻璃粉；将制备好的玻璃粉采用激光粒度分析仪湿法测试玻璃粉的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，其特征在于，包含以下重量百分比的组分：铝粉64
‑
72％，银铝合金粉0
‑
10％，玻璃粉2
‑
5％，有机助剂1
‑
3％，有机粘合剂14.9
‑
26.5％，锡粉0.1
‑
3％，铝硅合金粉1
‑
5％；所述玻璃粉由V2O5、P2O5、Sb2O3、ZnO、Bi2O3、Na2O和碱土金属氧化物组成。2.如权利要求1所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，其特征在于，所述铝粉为球形粉体，中位径D
50
为1
‑
5μm；所述银铝合金粉的中位径D
50
为5
‑
15μm。3.如权利要求1所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，其特征在于，所述铝粉的中位径D
50
为1
‑
3μm；所述银铝合金粉的中位径D
50
为8
‑
9μm。4.如权利要求1所述具有良好烧穿氮化硅层能力的铝浆，其特征在于，所述玻璃粉包含以下重量份的组分：V2O
5 25
‑
40份；ZnO 20
‑
30份；P2...

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