專利名稱：一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背面鋁漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)對(duì)能源的需求越來(lái)越重視，能夠提供足夠的能源直接關(guān)系到我們的生活質(zhì)量。在未來(lái)的十年內(nèi)，PV行業(yè)還將創(chuàng)造數(shù)以千計(jì)的直接或間接的工作崗位。PV的優(yōu)勢(shì)太陽(yáng)能取之不盡；PV系統(tǒng)易安裝維護(hù)；可以和其它能源一起利用；PV安全，不產(chǎn)生熱及廢物。 實(shí)現(xiàn)起來(lái)沒(méi)有障礙，當(dāng)產(chǎn)出的電力超過(guò)消耗的話，可以將這部分電力輸送給電網(wǎng)或者存儲(chǔ)起來(lái)。因?yàn)樘?yáng)的位置和環(huán)境的變化導(dǎo)致PV系統(tǒng)的效率也在變化，這就要求使用者考慮到這一點(diǎn)有效的利用太陽(yáng)能。以上這些優(yōu)勢(shì)使得太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到重視，加上人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)。PV要想普及成本必須下降，達(dá)到現(xiàn)如今利用能源的成本。從1970年以來(lái) PV就被認(rèn)為是地球的能量來(lái)源，研究的重點(diǎn)是改善性能、降低成本、增強(qiáng)穩(wěn)定性。這依然是今天的目標(biāo)，美國(guó)和歐洲的PV規(guī)劃設(shè)定的目標(biāo)是利用晶體硅太陽(yáng)能電池將發(fā)電成本降到1 美元每瓦。隨著晶體硅太陽(yáng)能電池的主要原料晶體硅的價(jià)格居高不下，為了有效降低晶體硅太陽(yáng)能電池的發(fā)電成本，需要我們提高晶體硅的使用效率，目前廣泛采用降低硅片厚度的方法提高晶體硅的使用效率，現(xiàn)一般使用原始厚度180士20 μ m的晶體硅片制作太陽(yáng)能電池。提高晶體硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率同樣降低了晶體硅太陽(yáng)能電池的成本。鋁背場(chǎng)漿料是制造晶體硅太陽(yáng)能電池的一種重要原料，能顯著提高電池片的轉(zhuǎn)換效率。隨著硅片厚度的不斷降低，電池片的翹曲度逐漸增大。我們需要不斷提高鋁漿的性能，來(lái)進(jìn)一步提高電池片的轉(zhuǎn)換效率，降低電池片的翹曲度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電池片翹曲度低、電池轉(zhuǎn)化效率高的晶體硅太陽(yáng)能電池用背面鋁漿及其制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下—種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為0. 5-3%的無(wú)鉛玻璃粉、65 80%的球型鋁粉、1 10%的片狀鋁粉、0. 2 2%的無(wú)機(jī)氧化物、10% 20%的有機(jī)載體、3% 12%的溶劑和0. 2% 2%的助劑組成。進(jìn)一步的，所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為20% 40%的Si02、35% 50%的 Bi203、4% 10% 的 Na20、2% 20% 的化03、1% 5% 的 Sr0、2% 10% 的 ZnO、及 2% 5%的Al2O3組成。進(jìn)一步的，所述無(wú)機(jī)氧化物為Bi203、B205、SiO2, ZrO2, A1203、B2O3> NiO、ZnO、SrO, Ti02,Ga0中的一種或幾種。進(jìn)一步的，所述有機(jī)載體為重量百分比為5% 30%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到70% 95%的溶劑的混合液，所述溶劑為檸檬酸正三丁酯、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇的一種或幾種的混合溶液。進(jìn)一步的，所述助劑由重量百分比為0. -1%的增塑劑和重量百分比為 0. -1%的分散劑組成，其中增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑為畢克化學(xué)BI-110、BI-Ill中的一種或兩種。本發(fā)明還提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，所述的方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備無(wú)鉛玻璃粉按重量百分比稱量SiA 20% 40%、Bi2O3 30% 50%、Nei2O 4% 10%、化03 2% 20%、SrO 5%、&ι0 2% 10%、Al2O3 2% 5%，各組分重量總量百分比之和為100% ；將上述原料混合均勻、熱熔、冷卻、粉碎、球磨、干燥、過(guò)篩制得，其平均粒徑范圍 0. 5 μ m ~ 1. 5 μ m。步驟幻制備有機(jī)載體將乙基纖維素樹(shù)脂按重量百分比5 % 30 %加入到70 % 95 %檸檬酸正三丁酯、 丁基卡必醇醋酸脂、松油醇中的一種或其混合溶液中，在恒溫水槽、溫度75 V 95°C中溶解完全，在250 325目篩網(wǎng)過(guò)濾得有機(jī)載體。步驟3):制備槳料將無(wú)鉛玻璃粉按重量百分比的0. 5 % 3 %、球型鋁粉65 % 80 %、片狀鋁粉1 10%、無(wú)機(jī)氧化物按重量百分比的0. 2 2%、載體按重量百分比的10% 20%、溶劑按重量百分比的3% 15%、增塑劑0. 2%、分散劑0. 1 1%，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um以下，最后在250 325目篩網(wǎng)中過(guò)濾即得。本發(fā)明通過(guò)合適的玻璃體系、鋁粉、無(wú)機(jī)氧化物改善燒結(jié)后鋁漿與硅片的接觸電阻、電池片翹曲和電池轉(zhuǎn)化效率低的問(wèn)題，通過(guò)合適的助劑、有機(jī)載體和溶劑調(diào)節(jié)了產(chǎn)品的粘度、印刷性，從而改善印刷時(shí)可能出現(xiàn)的堵網(wǎng)和干網(wǎng)現(xiàn)象。采用本發(fā)明制備的用于絲網(wǎng)印刷的環(huán)保型晶體硅基太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，該漿料具有優(yōu)異的印刷性，燒結(jié)后與硅片形成良好的歐姆接觸，硅片背面不產(chǎn)生鋁珠，電池片翹曲度低，電池轉(zhuǎn)化效率高。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為3%的無(wú)鉛玻璃粉、65%的球型鋁粉、5%的片狀鋁粉、0. 2%的B205、20%的有機(jī)載體、5. 8%的松油醇溶劑、0. 6%的鄰苯二甲酸二辛脂和0. 4%的BI-110組成。所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為20 %的SiO2、40 %的Bi203、4 %的Na2O、20 %的 B203、5%的 Sr0、8%的 SiO、及 3%的 Al2O3 組成。所述有機(jī)載體為重量百分比為5%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到95%的松油醇溶劑的混合液。本實(shí)施例中晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)無(wú)鉛玻璃粉的制備將 SiO2 20%, Bi2O3 40%, Na2O 4%, B2O3 20%, SrO 5%, ZnO 8%,Al2O3 3%按重量百分比混合均勻后，在1200°C下熔化，保溫2小時(shí)后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng)過(guò)400目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用。2)有機(jī)載體的制備按重量百分比將5%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到95%的松油醇中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，250目過(guò)濾。3)漿料的制備按重量百分比將上述3%的玻璃粉、65%的球型鋁粉、5%片狀鋁粉、0. 2%的氏03、20%的有機(jī)載體、5.8(%的松油醇溶劑、0.6(%的鄰苯二甲酸二辛脂、0. 4% 的BI-111，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um以下，最后在250目篩網(wǎng)中過(guò)濾。所制得的漿料的粘度為60kcps。將該漿料使用絲網(wǎng)印刷于條形硅片表面，測(cè)其方阻為26πιΩ/ □；在125*125單晶硅片(180士20um)印刷，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)開(kāi)路電壓624mv，轉(zhuǎn)化效率17. 0%。實(shí)施例2晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為0. 5%的無(wú)鉛玻璃粉、80% 的球型鋁粉、的片狀鋁粉、0.8%的&02、10%的有機(jī)載體、6. 5%的檸檬酸正三丁酯溶齊IJ、0. 2%的鄰苯二甲酸二辛脂和的BI-110組成。所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為35%的Si02、50%的Bi203、5%的Na20、2%的 B203、3%的 Sr0、2%的 SiO、及 3%的 Al2O3 組成。所述有機(jī)載體為重量百分比為10%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到90%的檸檬酸正三丁酯溶劑的混合液。本實(shí)施例中晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)無(wú)鉛玻璃粉的制備將 SiO2 40%, Bi2O3 35%, Na2O 10%, B2O3IOSrO 1%, ZnO 2%,Al2O3 2%按重量百分比混合均勻后，在1210°C下熔化，保溫2小時(shí)后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng)過(guò)400目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；2)有機(jī)載體的制備按重量百分比將10%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到90%的檸檬酸正三丁酯中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；3)漿料的制備按重量百分比將上述0.5%的玻璃粉、80%的球型鋁粉、片狀鋁粉、0. 8 %的&02、10 %的有機(jī)載體、6. 5 %的檸檬酸正三丁酯、0. 2 %的鄰苯二甲酸二辛脂、1 %的BI-110，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um 以下，最后在325目篩網(wǎng)中過(guò)濾制得漿料。所制得的漿料的粘度為65kcps。將該漿料使用絲網(wǎng)印刷于條形硅片表面，測(cè)其方阻為30πιΩ/ □；在125*125單晶硅片(180士20um)印刷，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)開(kāi)路電壓628mv，轉(zhuǎn)化效率17.6%。實(shí)施例3晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為的無(wú)鉛玻璃粉、70% 的球型鋁粉、10 %的片狀鋁粉、0. 8 %的NiO、14. 4 %的有機(jī)載體、3 %的丁基卡必醇醋酸脂、 0. 6%的鄰苯二甲酸二辛脂和0. 2%的BI-110組成。所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為35%的Si02、50%的Bi203、5%的Na20、2%的 B203、3%的 Sr0、2%的 SiO、及 3%的 Al2O3 組成。所述有機(jī)載體為重量百分比為30%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到70%的丁基卡必醇醋酸脂溶劑的混合液。
本實(shí)施例中晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)環(huán)保型玻璃粉的制備將 SiR 35%, Bi2O3 50%, Na2O 5%, B2032%, SrO 3%, ZnO 2%,Al2O3 3%按重量百分比混合均勻后，在1170°C下熔化，保溫2小時(shí)后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng)過(guò)325目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；2)有機(jī)載體的制備按重量百分比將30%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到70%的丁基卡必醇醋酸脂中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；3)漿料的制備按重量百分比將上述的玻璃粉、70%的球型鋁粉、10%片狀鋁粉、0. 8%的NiO、14. 1 %的有機(jī)載體、3%的丁基卡必醇醋酸脂、0. 6%的鄰苯二甲酸二辛脂、 0. 2 %的BI-111和0. 3 %的BI-110，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um以下，最后在250目篩網(wǎng)中過(guò)濾制得漿料。制得的漿料的粘度為60kcps。將該漿料使用絲網(wǎng)印刷于條形硅片表面，測(cè)其方阻為3&ιΩ/ □；在125*125單晶硅片(180 士 20um)印刷，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試其電性能數(shù)據(jù) 開(kāi)路電壓627mv，轉(zhuǎn)化效率17. 8%。實(shí)施例4晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為2%的無(wú)鉛玻璃粉、73%的球型鋁粉、7 %的片狀鋁粉、2 %的&10、10 %的有機(jī)載體、2 %的松油醇和3 %的檸檬酸正三丁酯溶劑、0. 2%的鄰苯二甲酸二辛脂、0. 2的鄰苯二甲酸二丁脂和0. 6%的BI-110組成。所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為M %的SiO2、43 %的Bi203、5 %的Na2O、10 %的 B203、3% 的 SrOUO% ^ SiO、及 5% 的 Al2O3 組成。所述有機(jī)載體為重量百分比為15%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到60%的松油醇和 25%的檸檬酸正三丁酯溶劑的混合液。本實(shí)施例中晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)無(wú)鉛玻璃粉的制備將 SiO2 24%, Bi2O3 43%, Na2O 5%, B2O3 10%, SrO 3%, ZnO 10%, Al2O3 5%按重量百分比混合均勻后，在1140°C下熔化，保溫2小時(shí)后，將玻璃粉冷切，球磨48小時(shí)，經(jīng)過(guò)325目篩網(wǎng)過(guò)濾后備用；2)有機(jī)載體的制備按重量百分比將15%的乙基纖維素樹(shù)脂加入到60%的松油醇和25%的檸檬酸正三丁酯中，在恒溫水浴中加熱到75°C 95°C至完全溶解，325目過(guò)濾；3)漿料的制備按重量百分比將上述2%的玻璃粉、73%的球型鋁粉、7%片狀鋁粉、2 %的&10、10 %的有機(jī)載體、2 %的松油醇和3 %的檸檬酸正三丁酯、0. 2 %的鄰苯二甲酸二辛脂和0. 2的鄰苯二甲酸二丁脂、0. 6%的BI-110，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um以下，最后在250目篩網(wǎng)中過(guò)濾制得漿料。制得的漿料粘度為58kcps。將該漿料使用絲網(wǎng)印刷于條形硅片表面，測(cè)其方阻為 36πιΩ/ 口 ；在125*125單晶硅片(180士20um)印刷，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測(cè)試其電性能數(shù)據(jù)開(kāi)路電壓624mv，轉(zhuǎn)化效率17. 5%。
權(quán)利要求
1.一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其特征在于該漿料的原料由重量百分比為 0. 5-3%的無(wú)鉛玻璃粉、65 80%的球型鋁粉、1 10%的片狀鋁粉、0. 2 2%的無(wú)機(jī)氧化物、10% 20%的有機(jī)載體、3% 12%的溶劑和0. 20Z0 2%的助劑組成。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其特征在于所述無(wú)鉛玻璃粉由重量百分比為20% 40%的Si02、!35% 50%的Bi203、4% 10%的Na20、2% 20%的化03、1% 5%的Sr0、2% 10%的SiO、及2% 5%的Al2O3組成。
3.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其特征在于所述無(wú)機(jī)氧化物為 Bi203、B2O5> SiO2, ZrO2, Al2O3> B203、NiO、ZnO, SrO, TiO2, GaO 中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其特征在于所述有機(jī)載體為重量百分比為5 % 30 %的乙基纖維素樹(shù)脂加入到70 % 95 %的溶劑的混合液，所述溶劑為檸檬酸正三丁酯、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇的一種或幾種的混合溶液。
5.如權(quán)利要求1所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其特征在于所述助劑由重量百分比為0. -1%的增塑劑和重量百分比為0. -1%的分散劑組成，其中增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑為畢克化學(xué) BYK-110、BYK-Ill中的一種或兩種。
6.一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，其特征在于所述的方法按照以下步驟進(jìn)行步驟1)制備無(wú)鉛玻璃粉按重量百分比稱量 SiA 20% 40%、Bi203 30% 50%、Νει20 4% 10%、Β203 2% 20%, SrO 5%、&ι0 2% 10%、Al2O3 2% 5%，各組分重量總量百分比之和為 100% ；混合均勻后，進(jìn)行熱熔、冷卻、球磨，過(guò)篩制得；步驟幻制備有機(jī)載體將乙基纖維素樹(shù)脂按重量百分比5 % 30 %加入到70 % 95 %檸檬酸正三丁酯、丁基卡必醇醋酸脂、松油醇中的一種或其混合溶液中，在恒溫水槽、溫度75 V 95°C中溶解完全，在250 325目篩網(wǎng)過(guò)濾得有機(jī)載體；步驟幻制備槳料將無(wú)鉛玻璃粉按重量百分比的0.5% 3 %、球型鋁粉65% 80%、片狀鋁粉1 10%、無(wú)機(jī)氧化物按重量百分比的0. 2 2%、載體按重量百分比的10% 20%、溶劑按重量百分比的3% 15%、增塑劑0. 2%、分散劑0. 1 1%，將它們?cè)谛行鞘交蚱渌鼣嚢铏C(jī)里混合均勻，再在三輥機(jī)上分散至15um以下，最后在250 325目篩網(wǎng)中過(guò)濾即得。
7.如權(quán)利要求6所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，其特征在于所述步驟1)中熱熔的溫度為1140°C -1200°C，球磨時(shí)間為48小時(shí)，過(guò)352-400目篩。
8.如權(quán)利要求6所述的晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料的制備方法，其特征在于所述步驟1)中過(guò)篩制得的無(wú)鉛玻璃粉的平均粒徑范圍0. 5 μ m 1. 5 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為0.5-3％的無(wú)鉛玻璃粉、65～80％的球型鋁粉、1～10％的片狀鋁粉、0.2～2％的無(wú)機(jī)氧化物、10％～20％的有機(jī)載體、3％～12％的溶劑和0.2％～2％的助劑組成。采用本發(fā)明可以降低電池片翹曲度、提高電池轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK102262917SQ20111020171
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者陳春錦 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司