一种太阳能电池背场铝浆制造技术

一种太阳能电池背场铝浆，它包括铝粉、有机粘合剂、玻璃粘结剂和添加剂，所述玻璃粘结剂的组分及其重量份数为Ｂｉ２Ｏ３?３０－６０份，Ｂ２Ｏ３?１０－１５份，ＳｉＯ２?３０－４５份，Ａｌ２Ｏ３?２－５份，ＩｒＯ２?０．１－５份。本发明专利技术制备的铝浆，其耐热性能和耐烧结性能高，在烧结后硅片表面弯曲度小，铝膜与硅片表面的密合性好，背电场不易脱落，且不容易烧结成连续的玻璃膜，背场的导电性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝浆，特别涉及一种晶硅太阳能电池背场铝浆。
技术介绍
太阳能作为一种清洁的、用之不竭的绿色可再生能源越来越受到人们的重视。光 伏应用是太阳能应用的重要领域，晶硅太阳能电池是直接将太阳能转化为电能的绿色环保 型可再生能源半导体器件，商业化的晶硅太阳能电池，基本上都采用将电子浆料通过丝网 印刷在晶硅的前后表面，通过共烧结工艺形成电极，所用电子浆料一般为正电极采用银浆， 背电极采用铝银浆，背电场采用铝浆。铝浆具有价格便宜，电性能稳定的优点，并且铝和硅 易于形成PN结，具有长波响应特性，与硅晶片具有良好的欧姆接触特性，又具有良好的抗 老化性。晶硅太阳能电池的电极一般是按照下述方法制备将含有导电性金属粉末、玻璃 粘结剂及有机粘合剂的浆料印刷在硅基材上，进行干燥和高温烧制，形成电极。烧制温度 一般控制在850-900°C，由于温度较高，容易造成背面浆料机械强度以及与基材的密合性下 降、烧制后基材弯曲、以及形成电极层时背电场发生脱落的问题。另外，现有浆料在烧制过 程中，还存在温度过高或保温时间过长，在金属与基板之间形成一层连续的玻璃膜，导致背 场导电性能降低、且在应力作用下产生裂纹的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种太阳能电池背场铝浆，该铝浆的耐热性能和 耐烧结性能好，烧结后硅表面弯曲度小，与硅表面的密合性好，背电厂不易脱离。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种太阳能电池背场铝浆，它包括铝粉、有机粘合剂、玻璃粘结剂和添加剂，所述 玻璃粘结剂的组分及其重量份数为Bi203 30 60份，B203 10 15份，Si02 30 45份， Al2032 5 份，Ir02 0. 1 5 份。上述太阳能电池背场铝浆，所述玻璃粘结剂的组分及其重量份数为Bi203 30 50 份，B203 10 15 份，Si02 30 45 份，A1203 2 份，Ir02 0. 1 2 份。上述太阳能电池背场铝浆，所述铝粉为表面包裹氮化铝层、平均粒径为1 7微米 的球形颗粒。上述太阳能电池背场铝浆，所述添加剂为司班和泵油。铝粉是太阳能背场铝浆中的重要原材料，在高温时可与硅形成共熔合金，同时，金 属铝粉在浆料中起到导电的作用，能和半导体材料硅形成良好的欧姆接触，是硅太阳能电 池背电极制作中应用最广泛的金属材料。本专利技术中使用的铝粉可以是片状或球状颗粒，优选使用球状颗粒，最优选使用表 面包裹氮化铝层的球形颗粒。铝粉表面包裹氮化铝层，保证在进行研磨时铝粉不被氧化变 黑，避免在铝浆烧制过程中起铝疱、铝珠和掉灰现象的发生，保证铝粉的导电性能。本专利技术中的铝粉可使用平均粒径1 10微米球形颗粒，优选使用平均粒径1 7微米的球形颗粒。 当平均粒径小于1微米时，容易造成铝粉在烧结过程中过早融化、保温时间延长、使烧结铝 膜过于致密、晶硅表面容易弯曲；当平均粒径大于7微米时，在烧结时铝粉不易融化，所形 成的铝膜过于疏松，球形铝粉颗粒之间不能够充分接触熔烧在一起而形成通路，影响导电 性能，从而影响太阳能电池的转化效率。玻璃粘结剂又叫玻璃粉，它在烧结处理后熔融，将铝粉附着在硅片表面，形成连续 均勻的导电膜，它也是影响晶硅表面弯曲的重要原因。硅的变形弯曲与玻璃的线膨胀系数有关，硅的线膨胀系数与玻璃的线膨胀系数越 接近，晶硅的表面弯曲度越小，使得得到的铝浆在烧结后与晶硅表面的密合性越好，背电厂 不易脱落。为了得到适合本专利技术需要的玻璃粘结剂，本专利技术的玻璃粘结剂含有Bi203、B203、 Si02、Al203和Ir02。其中Bi203是玻璃的主体成分，它具有降低玻璃软化点、使玻璃在熔化 时具有适当的流动性以及调节玻璃热膨胀系数的作用，此外，它还可以增加玻璃的比重。玻 璃中的Bi203含量如果太少，上述这些作用会变得不够；如果该含量太高，热膨胀系数可能 会变得太高，本专利技术中的Bi203的重量份数为30 60份，优选30 50份。Si02也是形成 玻璃的重要组分，它对形成稳定的玻璃来说是关健的，玻璃中Si02含量太少，玻璃会变得不 稳定，在合理的含量范围内，随着Si02含量的增加，玻璃的软化点会变高，黏度变大，玻璃的 化学稳定性和热稳定性增加，耐酸性增强，机械强度增加，熔炼温度增高，本专利技术中的Si02 的重量份数为30 45份。B203是类似于Si02的形成玻璃的组分，它能够使很玻璃容易熔 化，并抑制玻璃热膨胀系数的过分增大，并且使玻璃在焙烧时具有适当的流动性，随着B203 含量的增加，玻璃软化点降低，玻璃中的B203含量如果太少，玻璃会变得不稳定，本专利技术中 的B203的重量份数为10 15份。A1203可替换部分Si02，来增加玻璃的化学稳定性、热稳 定性和耐酸性，降低析晶性，本专利技术中的A1203的重量份数为2 5份。Ir02的加入在玻璃 粘结剂中引入了铱元素，它使玻璃具有很好的浸润性，同时起到调整玻璃的线膨胀系数的 作用，通过调控Ir02的用量来使玻璃的线膨胀系数更加接近晶硅的线膨胀系数，本专利技术中 的Ir02的重量份数为0. 1 5份，优选0. 1 2份。同时，玻璃粘结剂中加入Ir02，还可以 使铝浆更加细腻均勻，提高铝浆的耐热性和控制烧结性能，使铝浆烧结后的铝膜对硅片的 附着更加牢固，形成良好的欧姆接触，提高了电池的光电转换效率。本专利技术中的玻璃粘结剂可以按照下述方法制备，但不限于此。将玻璃原料按照重量份数称量，混合均勻后放入高铝坩埚中，在电阻炉内于 850 1100°C融化1 2小时，降温至850°C左右，强冷压制成玻璃原料，采用行星氏球磨机 将玻璃粘结剂碎研磨约2. 5小时左右，制备玻璃粘结剂。本专利技术中，有机粘合剂的作用是使铝浆具有良好的分散性或悬浮性、久置后的铝 浆不分层不沉降、印刷时铝浆具有均勻涂布性、干燥后使铝浆中的固体粉术具有好的粘结 强度以及对硅片产生小的应力。有机粘合剂由粘合树脂、有机溶剂和助剂组成，其中，粘合 树脂一般选自乙基纤维素、醋丁纤维素、松节油等，优选使用乙基纤维素，加入量为有机粘 合剂总量的3-10% ；有机溶剂可以使用甲醇、乙醇、苯甲醇、正丁醇、十六醇、正丁醇、松油 醇、乙醚、二乙二醇甲醚二乙二醇乙醚等中的一种或几种，优选使用醇醚类有机溶剂，加入 量为有机粘合剂总量的80-90% ；助剂可以使用润湿分散剂、消泡剂和流平剂，加入量为有机粘合剂总量的0. 5 5%。有机粘合剂按质量百分比混合，溶解搅拌均勻即可。本专利技术中的添加剂用来改善铝浆的过网性能，适合本专利技术的添加剂可以选用烧结 助剂、增粘剂、稳定剂、分散剂或表面活性剂，优选使用司班和泵油。太阳能电池背场铝浆由铝粉、有机粘合剂、玻璃粘结剂和添加剂配制而成，适用于 本专利技术的太阳能电池背场铝浆的配方包括但不限于下列配方铝粉70-85重量份； 有机粘合剂 10-25重量份；玻璃粘结剂1-10重量份；添加剂1-5重量份。将铝粉、有机粘合剂、玻璃粘结剂和添加剂混合均勻后，用三辊研磨机研磨至细度 小于等于20 y m，得到太阳能电池背场铝浆。本专利技术所述的太阳能电池背场铝浆通过丝网印刷方式，使浆料均勻附着于硅片表与现有技术相比，本专利技术具有如下优点1.太阳能电池背场铝浆中使用的玻璃粘结剂不含铅，且具有较低的软化点，是含 铅低熔玻璃的理想替代品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池背场铝浆，包括铝粉，有机粘合剂，玻璃粘结剂和添加剂，其特征在于，所述玻璃粘结剂的组分及其重量份数为：Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］３０～６０份，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］１０～１５份，ＳｉＯ↓［２］３０～４５份，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］２～５份，ＩｒＯ↓［２］０．１～５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，刘子英，王小记，任明淑，刘宁，
申请(专利权)人：中国乐凯胶片集团公司，乐凯胶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]