一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆及其制备方法技术

本申请公开了一种PERC晶硅太阳能电池用铝浆及其制备方法，该铝浆包括如下质量份的原料：球形粉体：70～85份；有机连接剂：10～20份；无铅玻璃粉：0.5～5份；助剂：1～10份；所述球形粉体包括质量比为68～75：2～10的球形铝粉和球形硅铝合金，所述球形硅铝合金中，硅含量为15～20%，铝含量为80～85%。本申请的PERC晶硅太阳能电池用铝浆能够有效降低烧结后硅片的翘曲度，同时减少铝栅线的断栅现象，降低漏电比例。比例。

【技术实现步骤摘要】
一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆及其制备方法


[0001]本申请涉及晶硅太阳能电池浆料
，尤其是涉及一种PERC晶硅太阳能电池用铝浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]光伏技术的发展日新月异，从最初的多晶电池到目前的“PERC+”“HJT”“top
‑
con”“钙钛矿薄膜电池”等等，虽然现在技术多发，但主流从未动摇，依旧为晶硅电池。晶硅电池以原料便宜、工艺成熟、成本低廉、发电效率高等优点，而当前主流PERC晶硅电池技术相比迭代前常规光伏电池生产流程而言，生产上将增加2道新工序和1道改进工序，其余工艺步骤均与常规太阳能电池生产流程相同。具体区别为：
①
沉积背面钝化层；
②
开口以形成背面接触；
③
需要有针对性地改进基于化学湿台的边缘隔离步骤，硅片背部绒面金字塔型结构需要被溶蚀掉。而钝化膜沉积和膜开口(既可以使用激光也可以运用化学蚀刻)均需要在传统的电池生产线上额外增加加工设备。
[0003]而“PERC+”即“双面PERC”仅仅是将背表面全覆盖改为栅线局部接触，不仅降低了成本而且还额外增加了背表面发电，工艺上基本没有变动，完美延续“PERC”技术，故近期主流技术未发生较大变革。但激光区域虚实比调整、栅线线径持续降低调整等日益更新，目标均为降本提效，所以对背表面所用铝浆性能越发要求高。当前趋势下，需要一种满足薄片化而翘曲低的背场用铝浆，以此解决因薄片化降低硅片厚度带来的烧结后翘曲高问题。

技术实现思路

[0004]为解决硅片薄片化带来的烧结后翘曲高的问题，本申请提供一种PERC晶硅太阳能电池用铝浆及其制备方法，可将硅片烧结后翘曲度控制在合格范围内。
[0005]第一方面，本申请提供一种PERC晶硅太阳能电池用铝浆，包括如下质量份的原料：球形粉体：70～85份；有机连接剂：10～20份；无铅玻璃粉：0.5～5份；助剂：1～10份；所述球形粉体包括质量比为68～75：2～10的球形铝粉和球形硅铝合金，所述球形硅铝合金中，硅含量为15～20％，铝含量为80～85％。
[0006]本申请通过加入球形硅铝合金，能够降低高温下液态铝对硅基材的腐蚀，减少硅片内部硅铝合金的形成；并使得形成的BSF层形状规则均匀且厚度适中，有利于获得良好欧姆接触，开压电流高，提升光电转化效率。同时，硅铝合金的加入能够调节烧结速率，让融化的硅铝液冷却时不会因为硅铝不同膨胀系数而急速冷却时导致的急速收缩不一致，导致电池片高翘曲的产生，从而达到降低烧结后硅片的翘曲度。
[0007]另外，采用球形粉体有利于降低粉料间的摩擦阻力，提高铝浆的流动性和稳定性，在栅线线径收窄的趋势下，有利于减少铝浆印刷栅线断栅的问题，并促进网络结构的形成。
[0008]优选的，所述球形硅铝合金的粒径为1～2μm、2～3μm、3～4μm、4～5μm、5～6μm、7～8μm中一种或几种。
[0009]优选的，所述球形铝粉的粒径为1～2μm、2～3μm、3～4μm、4～5μm、5～6μm、7～8μm、8～9μm、8～10μm和9～10μm中的一种或几种。
[0010]优选的，所述有机连接剂的黏度为0.1～3Pa.s，且由质量比为5～30:70～95的树脂材料与有机溶剂共混制得。
[0011]优选的，所述助剂至少包括有分散剂；更优选的，还可包括流平剂、附着力促进剂、硼粉中的一种或多种。
[0012]优选的，所述附着力促进剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中一种或多种。
[0013]优选的，所述流平剂为丙烯酸流平剂、泵油中的一种或多种。
[0014]优选的，所述树脂材料选自羟乙基纤维素、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、聚乙烯醇缩丁醛酯、环氧树脂、石油树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚脲树脂中的一种或几种。
[0015]优选的，所述有机溶剂选自三乙二醇丁醚、苯甲醚、乙二醇苯醚、松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、二乙二醇二丁醚、乙二醇单乙醚、丙二醇二丁醚、丁基卡必醇、异丙醇、十二醇酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
[0016]优选的，所述树脂材料包括质量比为的大分子树脂和小分子树脂，所述大分子树脂的数均分子量为50000～100000，所述小分子树脂的数均分子量为5000～50000。
[0017]在高固含量的铝浆体系中，有机连接剂对于铝浆的流平印刷性能具有重要的影响。本申请的树脂材料中，采用以小分子树脂为主，配合以少量大分子树脂混合制备的有机连接剂，其能够快速分离并包裹铝粉，使铝浆具有合适的粘连性，在保证铝浆触变性的同时保留了良好的流平性，在丝网印刷过程可顺利透墨而不堵空、不缺失，并且烘干后能保持栅线的内聚力，减少铝栅线的掉粉断栅现象。因此本专利技术制备的铝浆具备有长期印刷稳定性和优异的耐磨性。
[0018]优选的，所述有机连接剂的制备方法为：将有机溶剂加热至60～110℃，加入树脂，加热升温至80～130℃，搅拌条件下保温1～5h，至黏度0.1～3Pa.s完成，过滤后即得有机连接剂。
[0019]优选的，所述大分子树脂为聚乙烯醇缩丁醛酯，所述小分子树脂为丙烯酸树脂。
[0020]本申请通过采用上述大分子树脂与小分子树脂协同配合，能够有效的平衡铝浆浆料的流平性和触变性，在保障铝浆与硅基材料粘接力的前提下，提高铝浆的流动性，降低铝栅线缺料、掉粉的概率，减少断栅现象。
[0021]进一步的，本申请优选采用了聚乙烯醇缩丁醛酯同丙烯酸树脂一同配合，能够更为有效的实现铝浆流动性和粘接性能的平衡。其中，聚乙烯醇缩丁醛酯中含有较多的活性羟基，具有极高的内聚力，在较少的用量下能够为铝浆体系提供充足的粘结力，印刷烘干后能够保持栅线的内聚力，减少铝栅线的掉粉现象。而丙烯酸树脂具有优异的流动性，在较高用量下依然能够起到填充和流平作用，在丝网印刷过程顺利透墨而不堵空、不缺失，降低断栅现象。
[0022]优选的，所述助剂包括有1～5份的分散剂，所述分散剂采用质量比为1:0.5～1的
司班60和迪高650。
[0023]采用上述两种分散剂一同配合，有利于提高浆料润湿性，并促进铝粉的分散，使得有机树脂对铝粉的包裹更为紧密均匀，容易形成空间网络状。在长期丝网印刷中浆料不易发干，防止浆料堵塞网孔导致缺料断栅，并且在长期印刷回墨也不易出现缺料现象，有效保证了长期印刷的稳定性。
[0024]司班60分子中含有较多的活性羟基，对铝粉颗粒的附着力较强，可快速降低其润湿角，促进铝粉颗粒的润湿分散，并减少浆料发干现象。但其较多的极性基团导致其分散性能稳定性较差，通过采用具有改性聚醚结构的迪高650，能够增强其分散稳定性，保障浆料在长期印刷中的稳定性，减少断栅漏电现象。
[0025]优选的，所述助剂包括有1～5份的分散剂，所述分散剂选自聚醚磷酸酯、卵磷脂、硅烷偶联剂、硬脂酸、脂肪酸、司班60、BYK111、BYK163、BYK192、迪高65本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆，其特征在于，包括如下质量份的原料：球形粉体：70～85份；有机连接剂：10～20份；无铅玻璃粉：0.5～5份；助剂：1～10份；所述球形粉体包括质量比为68～75：2～10的球形铝粉和球形硅铝合金，所述球形硅铝合金中，硅含量为15～20%，铝含量为80～85%。2.根据权利要求1所述的一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆，其特征在于，所述球形铝粉的粒径为1～2μm、2～3μm、3～4μm、4～5μm、5～6μm、7～8μm、8～9μm、8～10μm和9～10μm中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆，其特征在于，所述有机连接剂的黏度为0.1～3Pa.s，且由质量比为5～30:70～95的树脂材料与有机溶剂共混制得。4.根据权利要求3所述的一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆，其特征在于，所述树脂材料选自羟乙基纤维素、乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、聚乙烯醇缩丁醛酯、环氧树脂、石油树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚脲树脂中的一种或几种。5.根据权利要求3所述的一种双面PERC晶硅太阳能电池用铝浆，其特征在于，所述树脂材料包括质量比为1～20：80～99的大分子树脂和小分子树脂，所述大分子树脂的数均分子量为500...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭茂斌，杨华，陈赤龙，谢旭东，
申请(专利权)人：杭州正银电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：