太阳能电池用背场铝浆制造技术

本发明专利技术涉及用于太阳能电池的背场铝浆，按重量计包括65-80份铝粉、1-5份无机粘接剂、10-30份有机载体、以及1-2份改性剂。本发明专利技术的背场铝浆可以获得较低翘曲度的烧结膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属颜料领域，具体地涉及一种太阳能电池用背场铝浆。
技术介绍
背场铝浆在晶体硅太阳能电池片的制造中起着重要的作用，一方面，钝化了电池 片背面；另一方面，由于铝和硅在烧结过程中发生共晶，从而形成P+/P高低结，提高了少子 寿命；此外还能增加红光相应。提高了电池片的开路电压、短路电流和填充因子，进而提高 了电池的转化效率。背场铝浆属于高温导体浆料，通常由导电粉体-铝粉、无机粘接剂-玻璃粉、和有 机载体-主要指溶剂和有机树脂及各种添加剂组成。混合上述各组分，并经过三辊轧机反 复辊轧而形成的一种膏状材料。该浆料经由丝网印刷并经隧道炉快速热处理后，在太阳能 电池硅片的背阳面形成铝背场。理想的背场铝浆需要在形成膜层后具有很小的翘曲度，而且膜层光滑， 不应有铝珠、铝苞、局部出现脱落及掉粉现象。其中翘曲度是衡量烧结膜质量的 一个关键因素。现有技术中已有大量的研究试图降低乃至消除烧结膜的翘曲度， 例如中国专利技术申请CN20071004M39. 0 ( —种制备太阳能电池用的银铝浆材料及 其制备工艺)、200810047523.6(—种环保型硅太阳能电池背电场铝浆及其制备 方法)、200810196407.0(太阳能硅光电池用无铅电子浆料组成及其制备方法)、 200910027898. 1 (硅太阳能电池铝浆用有机粘合剂及其制备方法)、200910027899. 5 (硅太 阳能电池铝浆用无机粘合剂及其制备方法)、200910115679. 8(太阳能电池电极形成用浆 料及其制备方法、200910115680. 0(太阳能电池电极形成用浆料)、200910227211. 8 ( —种 晶体硅太阳能电池铝浆组成及其制备方法、和201010118869. 8 ( —种太阳能电池用无铅铝 浆)等，这些文献均涉及对浆料配方的改进。在上述背景文献中，CN101789456A公开一种太阳能电池用无铅铝浆，主要用作生 产太阳能电池导电电极。该无铅铝浆主要由质量百分比为70-80%的铝粉、19-30%的有机 粘合剂、0. 1-5%的无机玻璃粉以及0. 1-2%的第一添加剂组成。其中有机粘合剂包括质量 百分比为40-60 %的松油醇、1-5 %的乙基纤维素、1-5 %的卵磷脂以及20-50%的第二添加 剂。主要解决了现有太阳能电池用铝浆导电性差、光电转换效率低的技术问题。具有导电 性能好，光电转换效率高等的优点。CN200910227211. 8公开一种晶体硅太阳能电池铝浆组 成及其制备方法，其铝浆组成包括质量百分比50 85%的球形铝粉，2 15%的无铅玻璃 粘接剂，10 35%的有机载体，0. 5 6%的金属或非金属粉末添加剂，经制备后得到铝浆。 CN200910115680.0公开一种太阳能电池电极形成用浆料，包括质量百分比65 75%的铝 粉、20 30%的有机载体、0. 2 6%的无机玻璃粉、以及0. 5 1 %的功能添加剂，所述铝 粉包括至少两种类型，其中一种类型的平均粒径小于2μπι且占铝粉质量百分比1 10%。
技术实现思路
本专利技术提出一种新的太阳能电池用背场铝浆配方，以改善乃至消除铝浆烧结膜的 翘曲现象。本专利技术的用于太阳能电池的背场铝浆由下列成分组成铝粉65-80 份无机粘接剂 1-5份有机载体 10-30份改性剂1-2份其中，改性剂为平均粒径不超过5微米的单质硅粉或者硅铝合金粉。由于引入了 该改性剂，所得到的电池片的翘曲性被显著降低。在一种具体实施方式中，改性剂为硅铝合金粉，主要由硅和铝两种元素组成，其中 硅的含量适宜在IO-SOwt%之间。在一种更具体的实施方式中，所述硅铝合金粉为1. 5-2. 0 份，并且合金粉中硅含量在10-20wt%之间。在一种优选方式中，改性剂的平均粒径不超过3微米。在另一种优选实施方式中，所用铝粉经历过由钛酸酯和硼酸酯组成的混合偶 联剂的表面处理，该混合偶联剂不含有磷，并且钛酸酯和硼酸酯的用量比按质量算为 20-80 80-20，混合偶联剂的用量为铝粉重量的0.5-3%。在另一种优选实施方式中，无机粘接剂具有下述成分Bi2O3 55-90 份SiO2 12-15 份H3BO3 10-25 份ZnO 4-25 份Al2O3 0-10 份ZrO2 0-5 份TiO2 0-5 份V2O5 1-5 份BaCO3 1-8 份CaCO3 1-8 份，其中，ZnO与H3BO3的重量比在1 1到1 4之间，V205、BaC03、CaC03三者的份数 不超过所述无机粘结剂总份数的20%。作为更优选的方式，其中AI2O3、、和TiA的份 数分别为3-10份、1-5份、和1-5份。在另一种优选实施方式中，无机粘接剂从粒径上分为A组分和B组分，A组分的 D50值为1-2微米，B组分的D50值为2_4微米。A组分与B组分的构成成分相同，按重量 比20-80 80-20的比例组成。本专利技术的另一方面提供一种用于太阳能电池的背场铝浆组合物，其包含下列成分铝粉65-80 份无机粘接剂 1-5份有机载体10-30份添加剂0. 1-1份，其中，铝粉经历过由钛酸酯和硼酸酯组成的混合偶联剂表面处理，该混合偶联剂 不含有磷，并且钛酸酯和硼酸酯的用量比按质量算为20-80 80-20。本专利技术还涉及一种制备上述背场铝浆组合物的方法，包括以下步骤1)将所需要的铝粉原料加入高速混合机中，按需要量以雾化方式加入表面处理 液，加液完毕后，继续搅拌2-10分钟，将铝粉取出，干燥；2)按配方要求称取无机粘接剂各组分，在混合机中混合后，在1150°C -1250°C条 件下熔炼，水淬，球磨；3)将树脂加入到装有热溶剂的到反应釜中，搅拌，全部树脂溶解后，继续保温和搅 拌至少5小时。4)按照配方要求，将铝粉、无机粘接剂、改性剂、有机载体(由树脂和有机溶剂组 成)和助剂(添加剂)混合，搅拌成为均一的糨糊状半流体，然后在三辊轧机上进行辊轧， 直到成为均一的流动性良好的浆料，细度为彡12微米，粘度在20，000-60, OOOmPa. s之间。在上述方法中，表面处理液为含有钛酸酯和硼酸酯的混合偶联剂，所述混合偶联 剂不含有磷，并且钛酸酯和硼酸酯的用量比按质量算为20-80 80-20。本专利技术提供的背场铝浆可以获得较低翘曲度的烧结膜，本专利技术的其他技术优势通 过下面的结合实施例的对技术方案的详细描述可以很容易理解。具体实施例方式本专利技术中，除非特别说明，在言及成分比例时皆以重量份计算。在本专利技术的第一方 面，该背场铝浆由主要由下列成分组成铝粉65-80 份无机粘接剂 1-5份有机载体 10-30份改性剂1-2份。铝粉所用的铝粉为氮气雾化粉，具有1-10微米的平均粒径，其中优选2-6微米，或者平 均粒径符合上述要求的几种铝粉的混合物，且D99不超过25微米。作为优选，所用的铝粉经过表面处理。本专利技术中，用钛酸酯和硼酸酯联合处理，其 中，这两种偶联剂均为不含磷的偶联剂，因为绝大部分电池片是P型片，即经过了硼扩散 的。钛酸酯和硼酸酯的用量比按质量为20-80 80-20，优选为40-70 60-30，例如可以 为45 55，50 50，或者55 45。处理剂的用量为铝粉重量的0. 5_3%，优选。用 于本专利技术的钛酸酯具有下面的通式R本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于太阳能电池的背场铝浆，其特征在于，由下列成分组成：铝粉６５－８０份无机粘接剂１－５份有机载体１０－３０份改性剂１－２份，其中，所述改性剂为平均粒径不超过５微米的单质硅粉或者硅铝合金粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗夔，夏风，苏力农，梁晓斌，
申请(专利权)人：长沙族兴金属颜料有限公司，
类型：发明
国别省市：43