一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括：鋁粉60~78%、無鉛玻璃粉0.5~7%、有機載體20~39.4%、合金粉末0.1~5%；其中所述合金粉末包括硅、鋁及第三金屬，第三金屬的熔點<577℃，硅的重量百分?jǐn)?shù)含量≤18%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于降低了太陽能電池片的生產(chǎn)成本，同時還可以抑制低印刷濕重情況下鋁苞的產(chǎn)生。另外，合金粉末還可添加稀土元素，微量的稀土元素可以改善合金晶粒，使合金性能更為均勻，進而使燒結(jié)得到的鋁膜性能更為均勻。
【專利說明】一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電漿料，具體涉及一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料。
【背景技術(shù)】
[0002]背電場制作是太陽能電池生產(chǎn)工藝中一道重要的工序。在制造晶體硅太陽能電池時，利用絲網(wǎng)將鋁漿印刷在硅片的背面，經(jīng)過干燥、燒結(jié)、冷卻等工藝，可以形成在硅基板和鋁層之間形成硅-鋁合金層，以消除硅片和電極之間的肖特基勢壘，實現(xiàn)良好的歐姆接觸，且冷卻后的硅片上形成摻雜有鋁的硅外延生長層，即背場層，以提高電池的開路電壓和提高光電轉(zhuǎn)換效率。因此鋁漿的產(chǎn)品性能與轉(zhuǎn)換效率關(guān)系密切。
[0003]一款優(yōu)質(zhì)高效的鋁漿產(chǎn)品，性價比要高。要降低鋁漿的成本，主要途徑之一是降低印刷濕重。另外，由于硅和鋁的膨脹系數(shù)相差過大，過大的印刷濕重會增加燒結(jié)后電池片的翹曲；而且目前的發(fā)展趨勢是使用的硅片厚度越來越薄，因此由此帶來的薄硅片翹曲現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。降低鋁漿成本和克服硅片翹曲現(xiàn)象都要求盡量降低鋁漿的印刷濕重。但是，降低鋁漿的印刷濕重易導(dǎo)致鋁苞產(chǎn)生。背場漿料印刷得太薄，使得局部過多的硅溶于鋁中。能譜分析也說明了鋁苞為實心，且鋁苞處的硅含量大于平整表面處的硅含量。
[0004]因此，對于低印刷濕重太陽能電池背鋁漿料來說，如何消除鋁苞至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，由該漿料得到的鋁膜不易產(chǎn)生鋁苞。
[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種低印刷濕重的太陽能電池背`鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:
鋁粉60~78%
無鉛玻璃粉0.5^7%
有機載體20-39.4%
合金粉末0.1~5% ；
其中所述合金粉末包括硅、鋁及第三金屬，第三金屬的熔點<577°C，硅的重量百分?jǐn)?shù)含量< 18%。添加熔點<577°C的第三金屬可以降低硅鋁合金粉末的共熔溫度；在背鋁漿料的燒結(jié)過程中，該合金粉末可以在達到硅基板與鋁粉的共熔溫度之前、即該合金的熔點附近流動至硅基板表面，形成鋁背場或鋁背場的主要部分。相比之下，添加常規(guī)硅鋁合金的背鋁漿料，硅基板和鋁粉需要加熱到至少577°C溫度才開始在其相接觸的界面處發(fā)生共熔，而添加的硅鋁合金也需要在至少577°C才能熔融并隨后流至進硅基板表面，故常規(guī)的硅鋁合金并不能及時補充至硅基板的界面，以抑制低印刷濕重情況下鋁苞的產(chǎn)生。
[0007]優(yōu)選所述第三金屬為鋅或錫。優(yōu)選地，所述合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.1~18%、鋁75~99.80%以及鋅或錫0.1~7%。
[0008]優(yōu)選所述合金粉末還包括至少一種稀土元素。優(yōu)選地，所述合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.f 18%、鋁75、9.79%、鋅或錫0.1~6.5%以及稀土元素0.01~0.5%。微量的稀土元素可以改善合金晶粒，使合金性能更為均勻，進而使燒結(jié)得到的鋁膜性能更為均勻。
[0009]優(yōu)選地，所述有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:50-70%有機溶劑、5~20%粘結(jié)劑、f 10%流平劑、f 5%表面活性劑、余量為潤濕分散劑。 [0010]更為優(yōu)選地，所述有機溶劑為松油醇、醋酸丁酯、丙二醇、乙二醇丁醚、甲氧基丙醇和二異丁酮中的一種；所述粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素、硝化纖維素、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂和松香樹脂中的一種；所述流平劑為三乙醇胺、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯與丙烯酸丁酯共聚物和有機硅改性聚丙烯酸酯中的一種；所述表面活性劑為卵磷脂、單硬脂酸甘油酯、聚山梨酯和油酸中的一種；所述潤濕分散劑為改性丙烯酸酯嵌段共聚體、長鏈多元胺酰胺、不飽和多元羧酸聚合物和改性聚硅氧烷共聚體中的一種。所用助劑體系可以改善潤濕性能，減少研磨過程所需時間并使?jié){料分散穩(wěn)定化，還可以降低了體系粘度，改善了流動性。
[0011]更為優(yōu)選地，所述無鉛玻璃粉的粒徑為1.3~1.6μπι，所述鋁粉的粒徑為
1.3^2.6 μ m。減小鋁粉和無鉛玻璃粉的粒徑可以改善流動性，對于低印刷濕重情況下，有利于避免鋁苞的產(chǎn)生。
[0012]更為優(yōu)選地，所述無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5~15%B203、5(T70%Bi203、(T2%Al203、2~8%Zn0、l~10%Na20、15.5~29%Si02、0.5~5%Mo03、(T5%Zr02，其中玻璃粉各組分重量百分?jǐn)?shù)之和為100% ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:
1、本發(fā)明太陽能電池背鋁漿料適合低印刷濕重，降低了太陽能電池片的生產(chǎn)成本，同時還可以抑制低印刷濕重情況下鋁苞的產(chǎn)生。
[0014]2、本發(fā)明低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料還采用了包括硅、鋁、第三金屬以及稀土元素在內(nèi)的合金粉末，微量的稀土元素可以改善合金晶粒，使合金性能更為均勻，進而使燒結(jié)得到的鋁膜性能更為均勻。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0016]實施例1
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉60%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉0.5%、有機載體39.4%、合金粉末0.1%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5%B203、70%Bi203、8%Zn0、l%Na20、15.5%Si02、0.5%Mo03。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:50%松油醇、20%羥甲基纖維素、10%三乙醇胺、1%卵磷脂、19%改性丙烯酸酯嵌段共聚體。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅18%、鋁75%以及鋅7%。
[0017]實施例2
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉65%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉7%、有機載體23%、合金粉末5%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:15%B203、50%Bi203、2%Al203、2%Zn0、l%Na20、29%Si02、0.5%Mo03、0.5%Zr02 ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:70%醋酸丁酯、5%乙基纖維素、1%丙烯酸乙酯、5%油酸、19%長鏈多元胺酰胺。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.1%、鋁99.8%以及錫0.1%。
[0018]實施例3
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉78%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉1%、有機載體20%、合金粉末1%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:6%B203、53%Bi203、l%Al203、3%Zn0、10%Na20、17%Si02、5%Mo03、5%Zr02 ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:65%丙二醇、15%硝化纖維素、7%聚丙烯酸丁酯、3單硬脂酸甘油酯、不飽和多元羧酸聚合物。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅1.2%、鋁97%以及鋅 1.8%ο
[0019]實施例4
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉60%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉0.5%、有機載體39.4%、合金粉末0.1%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:7%B203、60%Bi203、l.5%A1203、3%Zn0、l.5%Na20、25%Si02、l%Mo03、l%Zr02 ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:60%乙二醇丁醚、15%丙烯酸樹脂、5%聚丙烯酸2-乙基己酯、3%單硬脂酸甘油酯、15%改性聚硅氧烷共聚體。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅 18%、鋁 75%、鋅 6.5% 以及 La0.5%。
[0020]實施例5
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉65%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉7%、有機載體23%、合金粉末5%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:6%B203、64%Bi203、l%Al203、3%Zn0、2%Na20、20%SiO2、2%Mo03、2%Zr02 ；且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:70%甲氧基丙醇、5%醇酸樹脂、1%丙烯酸乙酯與丙烯酸丁酯共聚物、1%聚山梨酯、23%改性聚硅氧烷共聚體。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.1%、鋁 99.79%、錫 0.1% 以及 Ce0.01%。
[0021]實施例6
本發(fā)明是一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:粒徑為1.3^2.6 μ m的鋁粉78%、粒徑為1.3^1.6 μ m的無鉛玻璃粉1%、有機載體20%、合金粉末1%。其中，無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:7%B203、65%Bi203、l%Al203、4%Zn0、3%Na20、18%Si02、1%Mo03、l%Zr02 ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:50% 二異丁酮、20%松香樹脂、10%有機硅改性聚丙烯酸酯、5%油酸、15%改性聚硅氧烷共聚體。合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:娃1.2%、招96.95%、鋅 1.8% 以及 La0.05%。
[0022]比較例I
除了用常規(guī)硅鋁合金粉末代替實施例1中的合金粉末之外，按照實施例1中的配方制備比較漿料，合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括硅18%以及鋁92%。[0023]將上述實施例f 6配方以及比較例I制成的背鋁漿料在單晶125硅片上試用后，印刷增重0.6±0.lg，在20(T240°C的溫度條件下烘干，在燒結(jié)峰值為830°C的條件下燒結(jié)。發(fā)現(xiàn)，由比較例I的背鋁漿料印刷得到的鋁膜表面出現(xiàn)若干鋁荀，而實施例1飛背鋁漿料印刷得到的鋁膜表面均未發(fā)現(xiàn)鋁苞。另外，由實施例4飛配方的背鋁漿料印刷得到的鋁膜電性能更為均勻。
[0024]上述各實施方案是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的進一步說明，但不應(yīng)理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉60~78% 無鉛玻璃粉0.5^7% 有機載體20-39.4% 合金粉末0.1~5% ； 其中所述合金粉末包括硅、鋁及第三金屬，第三金屬的熔點<577°C，硅的重量百分?jǐn)?shù)含量< 18%。
2.如權(quán)利要求1所述的低印刷濕重的重太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述第三金屬為鋅或錫。
3.如權(quán)利要求2所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.f 18%、鋁75、9.80%以及鋅或錫0.f 7%。
4.如權(quán)利要求2所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述合金粉末還包括至少一種稀土元素。
5.如權(quán)利要求4所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述合金粉末的組成按其重量百分?jǐn)?shù)包括:硅0.f 18%、鋁75、9.79%、鋅或錫0.6.5%以及稀土元素0.01~0.5%。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述有機載體的組分按照重量百分?jǐn)?shù)計算包括:50-70%有機溶劑、5~20%粘結(jié)劑、f 10%流平劑、f 5%表面活性劑、余量為潤濕分散劑。
7.如權(quán)利要求6所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于:所述有機溶劑為松油醇、醋酸丁酯、丙二醇、乙二醇丁醚、甲氧基丙醇和二異丁酮中的一種；所述粘結(jié)劑為乙基纖維素、羥甲基纖維素、硝化纖維素、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂和松香樹脂中的一種。
8.如權(quán)利要求6所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于:所述流平劑為三乙醇胺、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯與丙烯酸丁酯共聚物和有機硅改性聚丙烯酸酯中的一種；所述表面活性劑為卵磷脂、單硬脂酸甘油酯、聚山梨酯和油酸中的一種；所述潤濕分散劑為改性丙烯酸酯嵌段共聚體、長鏈多元胺酰胺、不飽和多元羧酸聚合物和改性聚硅氧烷共聚體中的一種。
9.如權(quán)利要求6所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述無鉛玻璃粉的粒徑為1.3^1.6 μ m,所述鋁粉的粒徑為1.3^2.6 μ m。
10.如權(quán)利要求9所述的低印刷濕重的太陽能電池背鋁漿料，其特征在于，所述無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5~15%B203、50~70%Bi203、0~2%A1203、2~8%ZnO、1~10%Na20、15.5~29%Si02、0.5~5%Mo03、(T5%Zr02，其中玻璃粉各組分重量百分?jǐn)?shù)之和為100% ;且其為表面經(jīng)偶聯(lián)劑處理的無鉛玻璃粉。
【文檔編號】H01B1/16GK103617821SQ201310621286
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】戈士勇 申請人:江蘇瑞德新能源科技有限公司