[發明專利]一種太陽能電池用鋁導電漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910109209.0
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101989625A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 譚偉華
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18;H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種太陽能電池用原料，更具體涉及一種晶體硅太陽能電池用鋁導電漿料及其制備方法。

【背景技術】

晶體硅太陽能電池是一種取之不竭的綠色環保可再生能源，當前國際研究非常活躍。鋁導電漿料屬于電子信息材料之一，同時也是制作晶體硅太陽能電池的主要輔助材料，隨著晶硅材料的低成本的提煉工藝的日益成熟，導電漿料在太陽能電池材料成本中占有越來越大的比重。鋁漿的制作與燒結工藝對其性能有著很大的影響。

鋁漿主要由功能性粉體(鋁粉)、有機載體和高溫下起粘結作用的粘結組分組成。鋁粉作為導電相，它決定了漿料的電性能，并影響著成膜后的物理和機械性能；粘結相的主要作用是使固化膜層與基體牢固結合起來，在元件燒結過程中起連接、拉緊、固定導電相相粒子的作用。有機載體是聚合物在有機溶劑中的溶液，起著控制漿料的流變特性，調節漿料的粘稠度，使固態的導電相、粘結相和其他作用的固體微粒混合物分散成具有流體特性的漿料，以便于轉印到基板上，是印刷膜和干燥膜的臨時粘結劑，有機載體主要由有機溶劑和增稠劑組成。各種粉體在有機載體中進行充分攪拌和分散后形成膏狀的厚膜漿料。燒結后的厚膜導體是由金屬和粘結成分組成。

當前，我國在該類漿料的研究與制作還處在起步階段。目前對導電漿料的研究主要集中在：(1)如何在鋁導電漿料方面提高太陽能電池的光電轉換效率；(2)漿料在燒結后對硅基體附著力牢固，燒結后外觀良好，不起疤、不起泡；(3)在絲網印刷時施工性能好，不會漏網，并且儲存穩定性好，不易沉降、結塊。市場上目前已有的產品，放置在絲網上，未進行印刷時容易產生漏網現象，影響產品品質；在保存時極易沉降結塊，嚴重影響了導電漿料的使用；并且光電轉換效率有待提高。

【發明內容】

本發明解決的及時問題是現有技術中太陽能電池用導電漿料在絲網印刷時容易產生漏網以及儲存性能不佳的問題，特提供一種新型的太陽能電池用鋁導電漿料。

本發明還提供這種新型的太陽能電池用鋁導電漿料的制備方法。

本發明提供一種太陽能電池用鋁導電漿料，所述漿料的組分包括鋁粉、無機粘結劑、有機載體，還包括金屬粉添加劑，所述金屬粉添加劑的中值粒徑D₅₀為10～150nm，且選自鎂粉、鈹粉、鋰粉中的一種或幾種。

本發明還提供一種太陽能電池用鋁導電漿料的制備方法，包括配制有機載體，制備無機粘結劑，再將有機載體、無機粘結劑、鋁粉、金屬粉添加劑混合、研磨；其中，所述金屬粉添加劑的中值粒徑D₅₀為10～150nm，且選自鎂粉、鈹粉、鋰粉中的一種或幾種。

本發明的有益效果是：

(1)本發明提供的鋁導電漿料組成中含有一定量的納米級金屬粉添加劑，在靜止狀態時，在整個漿料體系中會形成一種三維網狀結構，該網狀結構只有在高剪切應力狀態下才能夠被破壞，因此，在靜止或低剪切速度下，體系內的物質處網狀結構中，漿料的粘度很大，即使絲網的孔徑較大，也不容易造成漏網。但是，隨著切應力的增大，體系內三維網狀結構的平衡狀態被破壞，切應力的作用使得這些聚集體顆粒沿流動方向定向運動，顆粒流動時比低剪切速率時自由，導電漿料粘度下降。因此，導電漿料具有良好的觸變性能，成品太陽能電池導電漿料在長期儲存時，不容易發生沉降作用。另外，在絲網印刷的高強度剪切應力下，則可順利地從絲網中漏出，從而保證太陽能電池導電漿料具有良好的施工性能。

(2)本發明提供的導電漿料組分中的金屬添加劑鎂粉、鈹粉或鋰粉的化學性質活潑，在通過網帶燒結爐時燃燒，消耗鋁膜表面的氧，從而保護鋁不被氧化，提高了鋁膜的導電性能。因此，太陽能電池片的串聯電阻也大大降低，填充因子增大，電池片的平均光電轉化效率也得以提高。

所以，本發明提供的鋁導電漿料靜置在絲網上不容易漏網，并且儲存性能好，采用絲網印刷到單晶或多晶硅太陽能電池上燒結成膜后，電池串聯電阻大大降低，填充因子增大，單晶硅電池片的平均光電轉化效率大于17.60％。

【具體實施方式】

為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下對本發明進行進一步詳細說明。

本發明提供一種太陽能電池用鋁導電漿料，所述漿料的組分包括鋁粉、無機粘結劑、有機載體，還包括金屬粉添加劑，所述金屬粉添加劑的中值粒徑D₅₀為10～150nm，優選為30～80nm；且所述金屬粉添加劑選自鎂粉、鈹粉、鋰粉中的一種或幾種。所述金屬粉添加劑優選為鎂粉，鎂粉活性適中，比鈹粉活潑，比鋰又差點，在空氣中不會氧化，容易燃燒與氧反應，又容易獲得，因此優選鎂粉。