一种环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂及其制备方法，该无机粘结剂的原料按重量百分比组成的组份为：CaO：0.5~15%，B2O3：10~30%，Al2O3：0.5~5%，ZnO：10~40%，SiO2：0.5~15%，Sb2O3：5~40%，TiO2：0.1%~5%，V2O5：0.1~12%。该无机粘结剂的制备方法包括以下步骤：a、按照各组份的重量百分比称取各原料，b、将所称取的原料放置于混料机中，并通过该混料机将原料混合均匀，形成混合料；c、将混合料放入坩埚中，然后放置于炉温为1000~1100℃的高温炉中，熔融30~50分钟后进行水淬、烘干处理；d、将成型物放入球磨机球磨成品；e、将成品过筛、检测、包装。本无机粘结剂具有转换效率高、附着力极强、耐水煮、耐湿等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池产品
，特指ー种转换效率高、附着力极强的环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂及其简单、科学的制备方法。
技术介绍
温室气体排放的全球气候变暖越来越受到国际社会的广泛关注，加强节能减排是应对全球气候变化以及资源短缺和环境容量有限挑战的重要手段，太阳能作为ー种可再生能源，其开发利用节约常规能源、保护自然环境、减缓气侯变化等都有着极其重大的意义。与常规能源相比，太阳能还具有总能量大、长久性、普遍性、无污染等诸多优点，但同时它还存在分散性、间歇性合随机性等弱点，使得太阳能的利用难度大而效率低。制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电 材料吸收光能后发生光电于转换反应。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被娃材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在PN结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是光子能量转换成电能的过程。在制作晶体硅太阳能电池时，需要将铝浆涂刷于硅片背面，然后烧结在太阳能电池硅片的背面形成铝背电场电极。铝浆主要由铝粉、有机粘结剂、无机粘结剂以及添加剂等成分組成。其中铝粉是导电相，经烧结后与硅片形成良好的欧姆接触；有机粘结剂作为ー种载体，使贮存状态下铝浆的铝粉、玻璃粉、添加剂等易团聚的固体粉末均匀分布，保持悬浮状态，印刷时使铝浆浆料均匀涂布于硅片背面，干燥后将铝粉及玻璃粉附着于硅片上而不脱落，烧结后被碳化，遗留无机粘结剂将铝膜与硅肌体粘合；无机粘结剂，即玻璃粉，在烧结温度下软化以及形成熔融玻璃层，将铝膜与硅基体粘合在一起，要求玻璃粉的软化电较低，低软化点玻璃粉能够充分润湿铝粉，使铝粉颗粒之间形成紧密接触，降低与硅片之间的接触电阻，形成良好的欧姆接触。专利号为CN200910027899. 5的中国专利公开了ー种硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂及其制备方法。所述无机粘结剂按质量份组成为=SiO2为1(T20%，B2O3为15 30%，Al2O3 为 5 15%，Bi2O3 为 15 35%，ZrO2 为 10^18%, ZnO 为 10^25%, MoO3 为 I 8%，总量100 %。该专利提出了较佳的5个实施例以及2个比较实施例，其中，5个实施例中得出的膨胀系数的范围为4. 4x10_7°C 5. 0xl0_7°C，剥离强度(附着力)的范围为24N/cnT32N/cm，软化点的范围为528°C飞89°C。上述的无机粘结剂相对于传统的无机粘结剂，在不含铅的条件下软化点低于600°C，且剥离強度(附着力)大于20N/cm，以该无机粘结剂配置的铝浆经烧结后，铝背电场电极与硅片具有良好的附着力及欧姆接触。但是还是存在ー些不足由于该无机粘结剂的膨胀系数的范围为4. 4x10_6/°C 5. 0xl0_6/°C，而硅基体的膨胀系数为3. 5x10_6/°C，与硅基体的膨胀系数相比较，该无机粘结剂的膨胀系数较大，且剥离強度(附着力)不是很强，这样使该无机粘结剂制成的太阳能铝浆转化率效较低；另外，该无机粘结剂不耐湿，在潮湿环境下使用寿命短。有鉴于此，本专利技术人提出下述技术方案。
技术实现思路
本发 明的目的在于克服现有技术的不足，提供ー种转换效率高、附着力极强的环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了下述技术方案该环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂的原料按重量百分比组成的组份为=CaO :0. 5 15%，B2O3 :1(T30%，Al2O3 O. 5 5%，ZnO :10 40%，SiO2 0. 5 15%，Sb2O3 :5 40%，TiO2 0. 1% 5%，V2O5 0. I 12%。进ー步而言，上述技术方案中，所述无机粘结剂原料的组份及其重量百分比为CaO 7. 5% ；B203 :20% ；A1203 :2. 5% ；ZnO :30% ；Si02 :7. 5% ；Sb2O3 :25% ；Ti02 :2. 5% ；V205 :5%。本专利技术制备方法所采用的技术方案为该环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂的制备方法包括以下步骤a、按照各组份的重量百分比称取各原料，其中，各组份及其重量百分比为CaO:O. 5 15%，B2O3 :10 30%，Al2O3 0. 5 5%，ZnO :10 40%，SiO2 0. 5 15%，Sb2O3 :5 40%，TiO2 O. 1% 5%，V2O5 0. Γ 2% ；b、将所称取的原料放置于混料机中，并通过混料机将原料混合均匀，形成混合料；C、将上述的混合料进行熔融，熔融的炉温为100(Tll0(TC，熔融时间为3(Γ50分钟，然后进行水淬、烘干处理；d、将经水淬、烘干处理后的成型物进行研磨，形成粉末状的无机粘结剂成品；e、将粉末状的无机粘结剂成品过筛、检测、包装。进ー步而言，上述技术方案中，所述的炉温为1050°C，熔融为40分钟。进ー步而言，上述技术方案中，所述无机粘结剂原料的组份及其重量百分比为CaO 7. 5%, B2O3 :20%，Al2O3 2. 5%, ZnO :30%，SiO2 7. 5%, Sb2O3 :25%，TiO2 2. 5%, V2O5 :5%。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果I、本专利技术经过不断实验，其采用的技术方案具有较佳的膨胀系数，本专利技术中所制得的无机粘结剂的膨胀系数的范围为3. SxlO-V0C 4. 3xlO_6/°C，而硅基体的膨胀系数为3. 5xlO_6/°C，该无机粘结剂的膨胀系数与硅基体的膨胀系数相接近，这样使该无机粘结剂的稳定性得到有效提高，且该无机粘结剂制成的太阳能铝浆转化率效较高，能达到18. 6%或以上。2、本专利技术中的无机粘结剂耐水煮、耐湿，在潮湿环境下使用寿命较长，使用起来十分方便。3、本专利技术中无机粘结剂的剥离强度(附着力)极强，可达到40N/cm以上，令无机粘结剂使用效果更好。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进ー步说明。实施例一这是本专利技术的较佳实施例，本实施例中无机粘结剂的原料按重量百分比组成的组份为CaO 7. 5% ；B203 20% ；A1203 :2. 5% ；ZnO :30% ；Si02 :7. 5% ；Sb2O3 :25% ；Ti02 :2. 5% ；V205 5% o本实施例中，加入了一定量的CaO (氧化I丐)，可提闻广品的粘接效果，提闻最终广品的附着力。B2O3 (氧化硼)是制作玻璃的重要材料，将其加入原料中，可以降低减小黏度而对热膨胀和化学耐久性无任何负面影响。提高产品的耐热性降低热膨胀系数。Al2O3 (氧化招)可提闻广品的稳定性。 Ζη0(氧化锌)，本实施例中ZnO作为ー种重要原料，在整个原料中占有较重的比例，因为ZnO的热膨胀系数较低，令形成的粘结剂的热膨胀系数降低，达到与硅基体接近的范围内，进一步提闻最终广品的稳定性和附着力。SiO2 (ニ氧化硅)是制作本专利技术的重要原料，但是考虑到其热膨胀系数，本实施例中降低了其用量，这样来进ー步的降低膨胀系数。Sb2O3 (氧化锑)熔点较低，可降低产品熔融状态的黏度，同时其还具有消泡的效果以及提闻广品的外观品相。TiO2 (氧化钛)热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型硅太阳能电池铝浆用无机粘结剂，其特征在于：该无机粘结剂的原料按重量百分比组成的组份为：CaO：0.5~15%；B2O3：10~30%；Al2O3：0.5~5%；ZnO：10~40%；SiO2：0.5~15%；Sb2O3：5~40%；TiO2：0.1%~5%；V2O5：0.1~12%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳红力，李丽芳，李慧，
申请(专利权)人：东莞市聚亚光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：