用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆、制备方法、用途技术

本发明专利技术公开了一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆、制备方法、用途，晶体硅太阳电池银铝浆包括：84.0～90.0份导电银粉、0.7～5.0份纳米铝粉预分散体、2.0～8.0份玻璃粉、4.0～9.0份有机溶剂、0.1～1.0份树脂、0.1～1.0份有机分散剂、0.05～1.0份触变剂和0.1～1.0份爽滑剂；导电银粉为亚微米或微米级银粉，纳米铝粉的粒径为50～300nm。晶体硅太阳电池银铝浆引入50～300nm纳米铝粉，利用纳米级尺寸的铝粉表面的不规则原子排序特性，降低纳米铝粉与导电银粉融合的温度，可将原来正面银铝浆烧结温度从760～780℃降低到720～750℃，明显降低烧结温度。通过纳米铝粉与导电银粉的配合，形成银铝合金化，有效地降低银层与晶体硅太阳电池衬底的接触电阻。太阳电池衬底的接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆、制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及光伏电子浆料领域，尤其涉及用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆、制备方法、用途。

技术介绍

[0002]随着光伏技术的快速发展，高效晶体硅太阳电池凭借其高转换效率、寿命长等特性，逐渐成为光伏行业的主流，而相对低效的常规电池将逐渐退出市场。目前PERC高效晶体硅太阳电池为主要技术路线，而n型电池技术也在快速发展。根据2020年ITRPV研究机构对光伏市场预测，2020年n型电池占光伏市场的10％左右，2029年后将占到42％的市场份额。
[0003]N型太阳能电池主要包括HJT电池、N型Topcon晶体硅太阳电池和IBC电池，其中除了HJT电池使用低温银浆外，其余电池均用高温银铝浆/银浆。N型Topcon晶体硅太阳电池最先于Fronhofure太阳能研究所开发，它结合了热氧化膜钝化+多晶硅薄膜接触等新技术，具备高开压、大电流、高FF等特性，成为近两年来国内大型光伏电池公司/研究机构研究的重要课题。N
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TOPCon电池是N
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PERT技术的进一步升级，目前规模产业化的厂家主要有中来光伏、林洋科技、晶科能源、通威太阳能、英利等。尽管目前的问题还较多，工艺较为复杂，但批量效率已经达到24.0％左右。天合光能制备的大规格N型多晶i
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TOPCon电池的最高效率达到24.58％的新世界记录，为N型TOPCon电池展示了其潜在的竞争力。
[0004]然而，N型TOPCon晶体硅太阳电池背面采用1～2nm隧道氧化层—100nm多晶硅膜—钝化层的结构设计，要求背面银浆的腐蚀性更低；同时，正面的p+层表面掺杂浓度较低，单纯的正银浆料无法形成良好的欧姆接触，需要采用正面银铝浆才能与p+形成良好的功函数匹配。
[0005]目前的太阳电池银铝浆一般都需要760～780℃的高温烧结，烧结温度较高，容易出现烧穿背面多晶硅膜和隧道氧化层的问题。而且，正面银铝浆的钉扎作用也会更明显，金属诱导复合速度明显增加，不利于实现高开压和高转化效率特性。现有银铝浆配方若在720～750℃烧结，接触性能较差，接触电阻率高，转换效率低。随着N型TOPCon晶体硅太阳电池的开发，N型TOPCon晶体硅太阳电池背面的多晶硅薄膜越来越薄，对烧结温度越来越敏感，对正面银铝浆的匹配性提出了更高的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆、制备方法及其用途，以解决现有技术中太阳电池银铝浆的烧结温度高，容易出现烧穿背面多晶硅膜和隧道氧化层的问题。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，按照重量份包括以下组分：
[0009][0010]所述纳米铝粉预分散体包括0.2～2.0份纳米铝粉包覆剂和0.5～3.0份纳米铝粉；所述纳米铝粉包覆剂包裹于所述纳米铝粉的外侧；所述导电银粉为亚微米或微米级银粉，所述纳米铝粉的粒径为50～300nm。
[0011]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述导电银粉的粒径为0.5～3.0μm，所述导电银粉的振实密度为4.0～7.0g/cm3，所述导电银粉的比表面积为0.1～2.0cm2/g。
[0012]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述纳米铝粉包覆剂包括有机硅分散剂、烷烃类分散剂和硅氧烷分散剂中的一种或多种组合。
[0013]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述纳米铝粉包覆剂与纳米铝粉比例为1:9～9:1。
[0014]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述玻璃粉按照重量份包括以下组分：40～80份PbO、5～20份B2O3、0.2～10份SiO2、0.1～6份Al2O3、2～15份ZnO和0～10份改性氧化物；
[0015]所述改性氧化物包括Li2O、Na2O、Sb2O3、V2O5、TeO2、Ga2O3、In2O3、GeO2、MgO、BaO、CaO、Ni2O3、Ag2O和Tl2O3中的一种或多种组合。
[0016]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述爽滑剂包括硅油、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一种或多种组合；所述触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰胺蜡和聚脲中的一种或多种组合。
[0017]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，所述树脂包括乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛酯、丙烯酸树脂和醛酮树脂中的一种或多种组合；所述有机溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、醇酯十二、松油醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、己二酸二甲酯、N
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甲基吡咯烷酮、邻苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸二甲酯中任意两种组合或多种组合；所述有机分散剂包括含胺基官能团的分散剂和含脂肪酸官能团的分散剂中的一种或多种组合。
[0018]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆中，还包括0～1.0份有机助剂，所述有机助剂包括流平剂、有机硅消泡剂、硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中中的一种或多种。
[0019]本专利技术还提供了一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆的制备方法，用于上述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，包括以下步骤：
[0020]制备纳米铝粉预分散体：按照配比，将纳米铝粉和纳米铝粉包覆剂进行混合搅拌，得到纳米铝粉预分散体；
[0021]配料并混合：按照配比，称取导电银粉、纳米铝粉预分散体、玻璃粉、有机溶剂、树脂、有机分散剂、触变剂、爽滑剂和有机助剂，并进行混合搅拌，得到半成品银浆；
[0022]轧制：对半成品银浆进行研磨，得到用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆。
[0023]本专利技术还提供了一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆的应用，使用上述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆制备TOPCon晶体硅太阳电池，所述TOPCon晶体硅太阳电池烧结温度为720～750℃。
[0024]本专利技术中的一个技术方案可以具有以下有益效果：
[0025]所述用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆引入50～300nm纳米铝粉，利用纳米级尺寸的铝粉表面的不规则原子排序特性，降低纳米铝粉与导电银粉融合的温度，形成银铝合金化，可将原来正面银铝浆烧结温度从760～780℃降低到720～750℃，明显降低烧结温度。通过纳米铝粉与导电银粉的配合，形成银铝合金化，有效地降低银层与晶体硅太阳电池衬底的接触电阻，以及降低对晶体硅太阳电池衬底的金属诱导复合速度。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。为了便于理解本专利技术，下面对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0027]实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，按照重量份包括以下组分：所述纳米铝粉预分散体包括0.2～2.0份纳米铝粉包覆剂和0.5～3.0份纳米铝粉；所述纳米铝粉包覆剂包裹于所述纳米铝粉的外侧；所述导电银粉为亚微米或微米级银粉，所述纳米铝粉的粒径为50～300nm。2.根据权利要求1所述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，所述导电银粉的粒径为0.5～3.0μm，所述导电银粉的振实密度为4.0～7.0g/cm3，所述导电银粉的比表面积为0.1～2.0cm2/g。3.根据权利要求1所述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，所述纳米铝粉包覆剂包括有机硅分散剂、烷烃类分散剂和硅氧烷分散剂中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，所述纳米铝粉包覆剂与纳米铝粉比例为1:9～9:1。5.根据权利要求1所述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，所述玻璃粉按照重量份包括以下组分：40～80份PbO、5～20份B2O3、0.2～10份SiO2、0.1～6份Al2O3、2～15份ZnO和0～10份改性氧化物；所述改性氧化物包括Li2O、Na2O、Sb2O3、V2O5、TeO2、Ga2O3、In2O3、GeO2、MgO、BaO、CaO、Ni2O3、Ag2O和Tl2O3中的一种或多种组合。6.根据权利要求1所述的一种用于低温烧结的晶体硅太阳电池银铝浆，其特征在于，所述爽滑剂包括硅油、油酸酰胺和芥酸酰胺中的一种或多种组合；所述触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄良辉，刘家敬，杨至灏，
申请(专利权)人：佛山市瑞纳新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：