[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)玻璃粉晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110237170.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102324266A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊貴忠;任進(jìn)福;許士燕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇泓源光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01B1/22
• 分類(lèi)號(hào): H01B1/22;H01B13/00;H01L31/0224
• 代理公司: 江陰市同盛專(zhuān)利事務(wù)所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁導(dǎo)電漿料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類(lèi)歷史的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也越來(lái)越多。然而隨著傳統(tǒng)石化能源開(kāi)采的不斷深入，這些能源終究有一天會(huì)枯竭。此外，傳統(tǒng)石化能源對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重，全球正在經(jīng)歷溫室氣體效應(yīng)帶來(lái)的一系列惡果，這使得人們對(duì)清潔能源的需求情有獨(dú)鐘。太陽(yáng)能光伏發(fā)電行業(yè)在這種背景下得到快速發(fā)展，近十年來(lái)，以晶體硅太陽(yáng)能電池為代表的光伏產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)速度超過(guò)30份，成為全球主要的清潔能源發(fā)展方向之一。

鋁漿是制造晶體硅太陽(yáng)能電池重要的原物料之一，具有鋁吸雜和重?fù)诫s雙重作用，能顯著提高電池的光電轉(zhuǎn)化效率。為了降低電池片的生產(chǎn)成本，晶體硅片的厚度不斷降低。一方面當(dāng)少數(shù)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度與硅片的厚度相當(dāng)或超過(guò)硅片的厚度時(shí)，燒結(jié)鋁漿形成的背電場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能電池特性的影響就尤為明顯；另一方面，晶體硅片厚度的不斷降低將使得電池片的翹曲度逐漸增大。因此，形成有效的背電場(chǎng)，以及降低電池片的翹曲度成為鋁漿發(fā)展的必然方向。

傳統(tǒng)的晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿由有機(jī)粘合劑、無(wú)機(jī)粘合劑玻璃粉、鋁粉及其它助劑組成。有機(jī)粘合劑作為漿料的載體對(duì)鋁粉和玻璃粉起著潤(rùn)濕分散的作用，并提供漿料印刷成膜的功能。助劑與有機(jī)粘合劑配合使用，調(diào)節(jié)漿料的流變性能，提供漿料更好的工藝操作性能。鋁粉作為主要的功能相，在高溫?zé)Y(jié)時(shí)與硅可形成共熔合金，形成有效的鋁背場(chǎng)，同時(shí)，鋁背層本身具有良好的導(dǎo)電性能，把電流傳輸?shù)奖畴姌O。玻璃粉作為高溫粘結(jié)劑在燒結(jié)過(guò)程中熔化，使鋁粉燒結(jié)形成一均勻致密的導(dǎo)電膜，并使形成的導(dǎo)電膜與硅片形成良好的附著。在日本專(zhuān)利JP2000090734、JP2001202822、JP2004134775、JP2005317898、JP2006278071、JP2007019069、JP2007115738中均提到了一類(lèi)含鉛低熔點(diǎn)玻璃料，但由于鉛具有一定的毒性，對(duì)環(huán)境會(huì)造成很大的污染，且是歐盟RoHs明令限制的物質(zhì)之一，因此，目前市場(chǎng)鋁漿所用玻璃粉均不含鉛或含鉛量符合RoHs標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)鋁漿專(zhuān)利CN1877864A、CN1901234A、CN101425545A和CN101582462A中均敘述了一類(lèi)無(wú)鉛玻璃體系，符合綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。但玻璃粉主要是由若干金屬氧化物經(jīng)過(guò)高溫熔煉，并經(jīng)過(guò)破碎、研磨而成，其體系及反應(yīng)過(guò)程十分復(fù)雜，質(zhì)量很難得到有效控制，批次之間的差異使得背場(chǎng)拉力忽高忽低，背場(chǎng)致密性也受到影響；并且，玻璃粉屬于無(wú)機(jī)絕緣材料，在燒結(jié)過(guò)程中熔融形成的玻璃膜對(duì)鋁背層的電阻率也有一定影響，必須控制在一個(gè)較小的溫度范圍內(nèi)燒結(jié)才能達(dá)到較好的效果，這使得鋁漿的燒結(jié)窗口大大變窄，與正銀共燒的匹配性變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種無(wú)玻璃粉晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿及其制備方法，該漿料經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷、干燥后，可在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，背場(chǎng)與硅片形成良好的歐姆接觸，附著力良好，電池片轉(zhuǎn)換效率高、翹曲度低。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種無(wú)玻璃粉晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿，所述鋁漿由以下質(zhì)量份的原料組成：

鋁粉70~80份

有機(jī)粘合劑18~28份

附著力添加劑0.5~1.5份

助劑0.5~1.5份；

所述附著力添加劑為有機(jī)酸金屬鹽。

所述有機(jī)酸金屬鹽為癸酸鋅、環(huán)烷酸鋅、檸檬酸鋅或檸檬酸鋯。

所述鋁粉是具有一定粒徑大小分布的球形鋁粉，平均粒徑D50為4-8μm，純度大于99.8%，活性鋁含量大于98.0%。更為優(yōu)選地，鋁粉的粒徑D10小于2μm，D90小于15μm。

所述有機(jī)粘合劑由高分子聚合物、有機(jī)溶劑以及有機(jī)助劑組成，三者的質(zhì)量配比為高分子聚合物:有機(jī)溶劑:有機(jī)助劑=4~18：60~150：2.5~7.5，其中高分子聚合物為乙基纖維素、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂等中的一種或幾種。有機(jī)溶劑為丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、三甲基戊二醇異丁酸酯、檸檬酸三丁酯、乙二醇苯醚、苯甲醇等中的一種或幾種；有機(jī)助劑為油酸、蓖麻油酸、硬脂酸、硅油、蓖麻油、泵油、司盤(pán)、吐溫、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等中的一種或幾種。更為優(yōu)選地，所述有機(jī)粘合劑，按質(zhì)量份計(jì)的配比為：乙基纖維素3-8份，松油醇20-50份，丁基卡必醇30-60份，三甲基戊二醇異丁酸酯10-40份，油酸0.5-2.5份，醇酸樹(shù)脂1-10份和泵油1-5份。