[发明专利]一种太阳能电池用铝导电浆料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种太阳能电池用原料，更具体涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料及其制备方法。

【背景技术】

晶体硅太阳能电池是一种取之不竭的绿色环保可再生能源，当前国际研究非常活跃。铝导电浆料属于电子信息材料之一，同时也是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料，随着晶硅材料的低成本的提炼工艺的日益成熟，导电浆料在太阳能电池材料成本中占有越来越大的比重。铝浆的制作与烧结工艺对其性能有着很大的影响。

铝浆主要由功能性粉体(铝粉)、有机载体和高温下起粘结作用的粘结组分组成。铝粉作为导电相，它决定了浆料的电性能，并影响着成膜后的物理和机械性能；粘结相的主要作用是使固化膜层与基体牢固结合起来，在元件烧结过程中起连接、拉紧、固定导电相相粒子的作用。有机载体是聚合物在有机溶剂中的溶液，起着控制浆料的流变特性，调节浆料的粘稠度，使固态的导电相、粘结相和其他作用的固体微粒混合物分散成具有流体特性的浆料，以便于转印到基板上，是印刷膜和干燥膜的临时粘结剂，有机载体主要由有机溶剂和增稠剂组成。各种粉体在有机载体中进行充分搅拌和分散后形成膏状的厚膜浆料。烧结后的厚膜导体是由金属和粘结成分组成。

当前，我国在该类浆料的研究与制作还处在起步阶段。目前对导电浆料的研究主要集中在：(1)如何在铝导电浆料方面提高太阳能电池的光电转换效率；(2)浆料在烧结后对硅基体附着力牢固，烧结后外观良好，不起疤、不起泡；(3)在丝网印刷时施工性能好，不会漏网，并且储存稳定性好，不易沉降、结块。市场上目前已有的产品，放置在丝网上，未进行印刷时容易产生漏网现象，影响产品品质；在保存时极易沉降结块，严重影响了导电浆料的使用；并且光电转换效率有待提高。

【发明内容】

本发明解决的及时问题是现有技术中太阳能电池用导电浆料在丝网印刷时容易产生漏网以及储存性能不佳的问题，特提供一种新型的太阳能电池用铝导电浆料。

本发明还提供这种新型的太阳能电池用铝导电浆料的制备方法。

本发明提供一种太阳能电池用铝导电浆料，所述浆料的组分包括铝粉、无机粘结剂、有机载体，还包括金属粉添加剂，所述金属粉添加剂的中值粒径D₅₀为10～150nm，且选自镁粉、铍粉、锂粉中的一种或几种。

本发明还提供一种太阳能电池用铝导电浆料的制备方法，包括配制有机载体，制备无机粘结剂，再将有机载体、无机粘结剂、铝粉、金属粉添加剂混合、研磨；其中，所述金属粉添加剂的中值粒径D₅₀为10～150nm，且选自镁粉、铍粉、锂粉中的一种或几种。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的铝导电浆料组成中含有一定量的纳米级金属粉添加剂，在静止状态时，在整个浆料体系中会形成一种三维网状结构，该网状结构只有在高剪切应力状态下才能够被破坏，因此，在静止或低剪切速度下，体系内的物质处网状结构中，浆料的粘度很大，即使丝网的孔径较大，也不容易造成漏网。但是，随着切应力的增大，体系内三维网状结构的平衡状态被破坏，切应力的作用使得这些聚集体颗粒沿流动方向定向运动，颗粒流动时比低剪切速率时自由，导电浆料粘度下降。因此，导电浆料具有良好的触变性能，成品太阳能电池导电浆料在长期储存时，不容易发生沉降作用。另外，在丝网印刷的高强度剪切应力下，则可顺利地从丝网中漏出，从而保证太阳能电池导电浆料具有良好的施工性能。

(2)本发明提供的导电浆料组分中的金属添加剂镁粉、铍粉或锂粉的化学性质活泼，在通过网带烧结炉时燃烧，消耗铝膜表面的氧，从而保护铝不被氧化，提高了铝膜的导电性能。因此，太阳能电池片的串联电阻也大大降低，填充因子增大，电池片的平均光电转化效率也得以提高。

所以，本发明提供的铝导电浆料静置在丝网上不容易漏网，并且储存性能好，采用丝网印刷到单晶或多晶硅太阳能电池上烧结成膜后，电池串联电阻大大降低，填充因子增大，单晶硅电池片的平均光电转化效率大于17.60％。

【具体实施方式】

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供一种太阳能电池用铝导电浆料，所述浆料的组分包括铝粉、无机粘结剂、有机载体，还包括金属粉添加剂，所述金属粉添加剂的中值粒径D₅₀为10～150nm，优选为30～80nm；且所述金属粉添加剂选自镁粉、铍粉、锂粉中的一种或几种。所述金属粉添加剂优选为镁粉，镁粉活性适中，比铍粉活泼，比锂又差点，在空气中不会氧化，容易燃烧与氧反应，又容易获得，因此优选镁粉。