[发明专利]一种用于太阳能电池的铝浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝浆，具体涉及一种用于太阳能电池的铝浆及其制备方法。

背景技术

在硅太阳能电池生产工艺中，背电极制作是非常重要的工序。背电极金属铝浆经由丝网印刷并经隧道炉快速热处理后，可以在太阳能电池硅片的背阳面形成铝背场，提高开路电压同时，烧结过程中形成的硅-铝合金可以消除硅片与电极之间的肖特基势垒，实现良好的欧姆接触，从而提高太阳能电池的转换效率。这种工艺剔除了传统工艺中形成P+区需要的昂贵的微加工过程，使太阳能电池的大规模生产成为可能。硅太阳能电池的结构一般分为六层。背电极所用的金属铝浆决定了P+型扩散层和背部金属层的形成，从而对整个电池的工作性能产生较大影响。另外，与正面所用金属银浆不同，背面金属铝浆要覆盖背阳面硅片的绝大部分表面。因此，背面铝电极也很容易引起硅片发生弯曲变形等问题。

导电铝浆的质量直接影响太阳能电池的串联电阻和电池光电转换效率，它是太阳能电池生产中的一个非常关键的技术要点。目前太阳能电池导电铝浆在玻璃混合粉末中含有铅、汞、镉、聚溴联苯、聚溴二苯等有害物质，该种玻璃粉末虽然具有软化温度较低、电性能稳定等优点，但是该体系含铅比例较高，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，必须研制高导电性能的无铅导电铝浆，以满足大规模太阳能电池生产需求。另外在现有的铝浆中使用铝粉的粒径基本上是一致的，这样若铝粉粒径过大丝网印刷会出现裂纹，而且会增大接触电阻，若铝粉粒径过小，铝粉会出现团聚问题，影响其铝粉分布的均匀性。因此，有必要对铝粉的粒径进行有效调控。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种不含铅的太阳能电池铝浆，在满足太阳能电池电性能的前提下，使太阳能电池能够满足国际市场对太阳能电池的无铅环保要求，同时使丝网印刷后的铝背板导线分布、致密。本发明的另一个目的还在于，提供一种制备上述铝粉的工艺方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种用于太阳能电池的铝浆，其特征在于，所述铝浆包括：65～75wt％的铝粉、5～15wt％的无铅玻璃粉、10～30wt％的有机载体，所述有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成，两者间的重量比为4∶1～6∶1，所述的铝粉为球形和/或鳞片形，所述铝粉的粒径包含有1～2μm和3～6μm两种，所述铜粉的粒径为3～6μm；所述有机溶剂包括松油醇、松节油、丁基卡必醇、邻苯酯类、增塑剂和表面活性剂中的任一种或它们的组合；所述有机添加剂为纤维素；所述无铅玻璃粉采用镧、硼、锌玻璃体系，其组分包括：0.5～1wt％的La₂O₃、70～85wt％的B₂O₃、2～5wt％的Al₂O₃、2～5wt％的ZnO、1～5wt％的Na₂O、2～5wt％的Li₂O、3～8wt％的V₂O₅和0.5～1wt％的P₂O₅。

优选的技术方案是，在所述铝粉中粒径为1～2μm的约占15～35％，粒径为3～6μm的约占65～85％。

优选的技术方案还有，所述无铅玻璃粉的粒径为1～3μm。

优选的技术方案还有，所述的纤维素包括乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素中的任一种或它们的组合。

优选的技术方案还有，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或丙烯酸树脂。

优选的技术方案还有，所述的表面活性剂为三乙醇胺、氢化蓖麻油、卵磷脂。

优选的技术方案还有，所述的有机溶剂还包括偶联剂、流平剂、分散剂和触变剂中的任一种或它们的组合。

进一步优选的技术方案是，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸脂、铝酸脂和有机络合物中的任一种或它们的组合。

进一步优选的技术方案是，所述的流平剂为丙烯酸酯；所述的分散剂为硬脂酰胺与高级醇；所述的触变剂为气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、有机膨润土。

本发明的另一个技术方案是，提供了一种用于太阳能电池的铝浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法的工艺步骤如下：