[发明专利]一种太阳能电池用无铅铝浆

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产太阳能电池导电电极的原料，具体涉及一种无铅太阳能电池铝浆的组成及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极可将电能输出。

具有P型硅的太阳能电池结构，其负电极通常在电池的正面或阳面，而其正电极在背面。当光照射时，合适波长的辐射导致了半导体中产生空穴-电子对。在P-N结上存在的电势差使空穴和电子以相反的方向迁移穿过该结，从而产生了电流的流动，这种流动可将电能传递给外电路。

在形成太阳能电池的过程中，铝浆料通常被丝网印刷在硅片的背面并进行干燥；干燥完成后对该硅片进行焙烧(高于铝熔点的温度)，形成Al-Si熔体。随后，在冷却阶段中形成掺杂有铝的硅外延生长层，该层通常被称作背场层；背场层有助于提高太阳能电池的转化效率。

目前，太阳能电池导电铝浆所采用的玻璃粘结剂是一种铋-硅-铅玻璃混合粉末，该种玻璃粉虽然具有软化温度低、电性能稳定等优点，但是该体系中含铅比例较高，对环境的污染较大，不符合环保要求。在太阳能电池日益普及的情况下，含铅太阳能电池导电铝浆的使用已受到限制，不久将逐渐被淘汰，必须研制出高导电性能的无铅导电铝浆代替有铅导电铝浆，以满足大规模太阳能电池生产需求。

硅太阳能电池在目前国内外的研究中是十分的活跃的，其背电极铝浆作为电池的电极在转化效率中起着重要的意义。因此，除解决电池的光电转化效率外，铝膜要在烧结后对硅基体附着牢固，烧结后基片不产生翘曲，不起铝珠，不起疱，组件时不起灰，且根据ROHS指令要环保使用。

目前公知的太阳能电池的背电场电极的专利中一般都为含铅的铝导电浆料，在使用过程中会对环境造成污染。

申请人谭富彬申请的中国专利，公开号为CN18877864A，其发明涉及了一种太阳能电池背场铝导电浆料的组成及制备方法，在此浆料中无机粘合剂玻璃粉中包含质量百分比为40-50％的氧化铅。

发明内容

本发明提供一种太阳能电池用无铅铝浆，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、烧结后翘曲大以及起珠起疱的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种太阳能电池用无铅铝浆，它的配方按质量百分比计含有：

铝粉            70-80

有机粘合剂      19-30

无机玻璃粉      0.1-5

第一添加剂      0.1-2

其中有机粘合剂的配方按质量百分比计含有：

松油醇         40-60

乙基纤维素     1-5

卵磷脂         1-5

第二添加剂     20-50

以上所述太阳能电池用无铅铝浆，它的较佳配方按质量百分比计含有：

铝粉            71-75

有机粘合剂      21-28

无机玻璃粉      1-4

第一添加剂      0.5-1.8

以上所述太阳能电池用无铅铝浆，它的最佳配方按质量百分比计含有：

铝粉            72-75

有机粘合剂      23-25

无机玻璃粉      1.5-3.5

第一添加剂      1-1.5

以上所述第一添加剂为含钒或含钒的氧化物，颗粒粒径＜10μm。

以上所述第二添加剂包括乙二醇苯醚、丁基卡必醇、卡必醇醋酸酯中的一种或几种，若为两种或两种以上时，可以以任意比例配比。

以上所述铝粉的纯度为98％以上，表面覆盖有氮化铝层的微球型铝粉。该铝粉可以满足电性能，降低硅片烧结后弯曲，不起铝珠，其平均粒径为1-5μm。

以上所述无机玻璃粉包括SiO₂、Bi₂O₃、TiO₂、B₂O₃、ZnO、MgO，其配方按质量百分比计含有：

SiO₂        20-50

Bi₂O₃       30-60

TiO₂        3-10

B₂O₃        1-4

ZnO         0-3

MgO         0-2