一種uv環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法
【專利摘要】一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，步驟如下：（1）制備無機粘合劑：將SiO22~3%，B2O315~30%，Al2O31~3%，Bi2O340~60%，P2O53~5%和ZnO10~20%混合均勻，干燥后熔煉；（2）制備有機粘合劑：將高分子改性聚合體50~65%、UV反應(yīng)單體15~35%、活性稀釋體10~20%、穩(wěn)定劑0.1~1%攪拌；（3）制備背場鋁漿：將金屬鋁粉70~80%、無機粘合劑2~8%、UV有機粘合劑10~25%、光引發(fā)劑2~5%、添加助劑1~5%，攪拌研磨。本發(fā)明使用UV型有機粘合劑，使硅太陽能電池鋁漿在性能上有所改善，并解決了有機氣體排放至室外污染空氣的問題。
【專利說明】—種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石能源的逐步消耗及環(huán)保問題的日益突出，光伏太陽能電池等清潔可再生能源得到了迅速發(fā)展。
[0003]硅太陽能電池漿料通常由高純度的金屬鋁粉、無機粘合劑、有機粘合劑和添加劑經(jīng)機械混合、三輥機均勻軋制而成。制成的電池漿料經(jīng)絲網(wǎng)印刷，并在一定溫度下烘烤使背場鋁漿中的有機溶劑徹底揮發(fā)，隨后進行高溫燒結(jié)工序，在硅片上形成鋁背場。其中金屬鋁粉是功能性粉體，起導(dǎo)電和摻雜作用；無機粘合劑在高溫燒結(jié)過程中軟化熔融，為鋁粉顆粒間及膜層與硅片間提供附著力；有機粘合劑負責分散金屬粉體及連結(jié)，在絲網(wǎng)印刷的過程中，提供優(yōu)良的絲印性能；添加劑的作用是改善漿料的流平性、觸變性等。
[0004]目前國內(nèi)應(yīng)用廠家使用的硅太陽能電池背場鋁漿，大部分含有一定量揮發(fā)的有機溶劑，在使用過程中，有機溶劑需要揮發(fā)，如不經(jīng)過后處理，必將造成對空氣的污染和環(huán)境的影響。為了凈化車間空氣，只能通過排風換氣設(shè)備，將揮發(fā)至車間的有機氣體排出車間，進入室外，造成了對室外空氣的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本 申請人:提供了一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法。本發(fā)明用UV型有機粘合劑替代以前常用揮發(fā)型有機粘合劑，通過這樣的替代更換，使硅太陽能電池鋁漿在使用性能上有所改善，并解決了有機氣體排放至室外污染空氣的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，具體制備步驟如下:
(1)制備無機粘合劑:將以下原料混合均勻:Si022~3%，B2O315^30%,Al2O3I~3%，Bi20340~60%，P2053~5%和Ζη010-20%,在140~150 °C下干燥3~4h后，放入高溫爐中，89(T910°C熔煉0.5~1.5h，水淬后烘干球磨至IOym以下；
(2)制備UV有機粘合劑:將高分子改性聚合體5(T65%、UV反應(yīng)單體15~35%、活性稀釋體10-20%、穩(wěn)定劑0.廣1%，分別稱取好后，依次加入不銹鋼的混料槽內(nèi)，在室溫下充分攪拌，觀察到其物料全溶解完為止，操作時須在黃光或紅光條件下進行，避免紫外光的照射；
所述高分子改性聚合體選自:環(huán)氧丙烯酸酯、低聚物聚氨酯丙烯酸酯化聚物、苯-丁共聚改性樹脂、松香-順干改性樹脂的至少一種；
所述UV反應(yīng)單體選自:季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三乙二醇雙丙烯酸酯的至少一種；
所述活性稀釋體選自:環(huán)氧稀釋劑、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯的至少一種；
所述穩(wěn)定劑選自:對苯二酚或?qū)αu甲基苯甲醚；
(3)制備UV環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿:將高純度的金屬鋁粉70-80%、無機粘合劑2~8%、UV有機粘合劑10~25%、光引發(fā)劑2~5%、添加助劑1~5%，配制在配料槽中，進行攪拌至混料均勻，需在紅光或黃光下操作，充分攪拌后，在三輥機上進行研磨得到漿料，各組分充分在漿料中分布均勻，漿料細度< 25um，漿料粘度在2500(T35000mPa.s/25°C ；
所述高純度的金屬鋁粉為球形，平均粒度6.0^8.0ym,純度大于99.80%,跨度1.4~1.6，松裝密度 0.45~0.6 g/cm3 ；
所述光引發(fā)劑選自:醚類、酮類、4-(N-N-二甲氨基)苯甲酸乙酯即EPD、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦即TPO的至少一種；
所用添加助劑選自:0P10、TEG0 Airex 920、TEGO Dispers 655、TEGO Fomaex N、正丁醇、甲基硅油的至少一種。
[0007]所述醚類選自:安息香醚類、安息香乙醚、安息香丁醚、安息香雙甲醚即651的至少一種；所述酮類選自:二苯甲酮、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮即1173、2_異丙基硫雜蒽酮即ITX的至少一種。
[0008]本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:` 本發(fā)明經(jīng)物料組份配比的優(yōu)化組成了一種UV型環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿。
[0009]此鋁漿經(jīng)絲網(wǎng)印刷在硅片的過程中，由于無溶劑的揮發(fā)，粘度在恒定條件下基本無變化，使在印刷過程中，利于膜層在硅片表面流動，從而使?jié){料在硅片上的膜層均勻，流平性好，易清洗網(wǎng)版，不易堵塞。
[0010]膜層經(jīng)帶有傳送帶的紫外光曝光機照射后，能在短時間內(nèi)光聯(lián)固化成膜，基本不存在有機溶劑的揮發(fā)，不需對排風設(shè)備進行大的投資與維修保養(yǎng)，所以不存在對車間及室外環(huán)境的污染問題。紫外光可采取冷光源，減少車間熱量，而且設(shè)備相比烘干型設(shè)備占地空間小。
[0011]硅片再經(jīng)燒結(jié)工序后，使在硅片表面固化的鋁漿中的有機粘合劑高溫碳化，無機粘合劑軟化熔融，提供良好的附著力。同時，漿料與硅片在高溫下反應(yīng)，形成鋁背場，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率。
[0012]相比原揮發(fā)型的有機粘合劑需經(jīng)過烘干時間長，工作區(qū)域占地大，生產(chǎn)效率和對能源的節(jié)約方面，使用UV型有機粘合劑配制鋁漿較優(yōu)。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，具體制備步驟如下:
(I)制備無機粘合劑:將質(zhì)量份 Si022%，B20330%, Al2033%，Bi20340%，P2055% 和 Zn020%，用混料機混合均勻，裝入瓷坩堝中，在烘箱中145°C干燥3.5h后，放入高溫爐中，900°C熔煉Ih,水淬后烘干球磨至10 μ m以下。
[0014](2)制備UV有機粘合劑:將環(huán)氧丙烯酸酯65%、季戊四醇三丙烯酸酯15.5%、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯9%、丙烯酸-β羥丙酯10%、對羥甲基苯甲醚0.5%，分別稱取好后，依次加入不銹鋼的混料槽內(nèi)，在室溫下充分攪拌數(shù)小時，觀察到其物料全溶解完為止(操作時須在黃光或紅光條件下進行，避免紫外光的照射)。
[0015](3)制備UV環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿:將高純度的金屬鋁粉70%、無機粘合劑2%、UV有機粘合劑23%、2-異丙基硫雜蒽酮4%、添加甲基硅油1%，配制在配料槽中，進行攪拌至混料均勻(室內(nèi)需在紅光或黃光下操作)，充分攪拌后，在三輥機上進行多次研磨，各組分充分在漿料中分布均勻，制成鋁漿。其中高純度的金屬鋁粉為市售純度99.85%，平均粒徑7.5 μ m，鋁粉跨度1.5，松裝密度0.55 g/cm3的球形鋁粉。
[0016]實施例2
一種UV環(huán)保型硅太陽能 電池背場鋁漿的制備方法，具體制備步驟如下:
(I)制備無機粘合劑:將質(zhì)量份 SiO2 3%, B2O3 21%, Al2O31%, Bi20360%，P2055% 和 Zn010%，用混料機混合均勻，裝入瓷坩堝中，在烘箱中150°C干燥3h后，放入高溫爐中，890°C熔煉
1.5h,水淬后烘干球磨至10 μ m以下。
[0017](2)制備UV有機粘合劑:將環(huán)氧丙烯酸酯50%、季戊四醇三丙烯酸酯10%、二縮三乙二醇雙丙烯酸酯25%、丙烯酸-β羥乙酯14%、對苯二酚1%，分別稱取好后，依次加入不銹鋼的混料槽內(nèi)，在室溫下充分攪拌數(shù)小時，觀察到其物料全溶解完為止(操作時須在黃光或紅光條件下進行，避免紫外光的照射)。
[0018](3)制備UV環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿:將高純度的金屬鋁粉72%、無機粘合劑3%、UV有機粘合劑19%、2_羥基-甲基苯基丙烷-1-酮4%、安息香雙甲醚1%、添加TEGOAirex 920 1%，配制在配料槽中，進行攪拌至混料均勻(室內(nèi)需在紅光或黃光下操作)，充分攪拌后，在三輥機上進行多次研磨，各組分充分在漿料中分布均勻，制成鋁漿。其中高純度的金屬鋁粉為市售純度99.85%，平均粒徑6.4 μ m，鋁粉跨度1.45，松裝密度0.48 g/cm3的球形鋁粉。
[0019]實施例3
一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，具體制備步驟如下:
(I)制備無機粘合劑:將質(zhì)量份 Si022%, B20315%, Al2032%，Bi20358%，P2053% 和 Zn020%,用混料機混合均勻，裝入瓷坩堝中，在烘箱中140°C干燥4h后，放入高溫爐中，910°C熔煉
0.5h,水淬后烘干球磨至10 μ m以下。
[0020](2)制備UV有機粘合劑:將松香-順干改性樹脂64.5%、季戊四醇三丙烯酸酯10%、二縮三乙二醇雙丙烯酸酯5%、丙烯酸-β羥乙酯15%、環(huán)氧稀釋劑5%、對羥甲基苯甲醚
0.5%，分別稱取好后，依次加入不銹鋼的混料槽內(nèi)，在室溫下充分攪拌數(shù)小時，觀察到其物料全溶解完為止(操作時須在黃光或紅光條件下進行，避免紫外光的照射)。
[0021](3)制備UV環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿:將高純度的金屬鋁粉72%、無機粘合劑5%、UV有機粘合劑18%、4-(Ν-Ν- 二甲氨基)苯甲酸乙酯3%、添加正丁醇2%，配制在配料槽中，進行攪拌至混料均勻(室內(nèi)需在紅光或黃光下操作)，充分攪拌后，在三輥機上進行多次研磨，各組分充分在漿料中分布均勻，制成鋁漿。其中高純度的金屬鋁粉為市售純度99.85%，平均粒徑8.7 μ m，鋁粉跨度1.7，松裝密度0.63 g/cm3的球形鋁粉。
[0022]檢測例:將實施例1~3所制備的鋁漿按下述國家標準進行細度、方阻、粘度性能測試:GB/T17473.2-2008、GB/T17473.3-2008、GB/T17473.5-2008，測試結(jié)果如表 I 所示。
[0023]表1
【權(quán)利要求】
1.一種UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，其特征在于具體制備步驟如下: (1)制備無機粘合劑:將以下原料混合均勻:Si022~3%，B2O315^30%,Al2O3I~3%，Bi20340~60%，P2053~5%和Ζη010-20%,在140~150 °C下干燥3~4h后，放入高溫爐中，89(T910°C熔煉0.5~1.5h，水淬后烘干球磨至10 μ m以下； (2)制備UV有機粘合劑:將高分子改性聚合體5(T65%、UV反應(yīng)單體15~35%、活性稀釋體10-20%、穩(wěn)定劑0.廣1%，分別稱取好后，依次加入不銹鋼的混料槽內(nèi)，在室溫下充分攪拌，觀察到其物料全溶解完為止，操作時須在黃光或紅光條件下進行，避免紫外光的照射； 所述高分子改性聚合體選自:環(huán)氧丙烯酸酯、低聚物聚氨酯丙烯酸酯化聚物、苯-丁共聚改性樹脂、松香-順干改性樹脂的至少一種； 所述UV反應(yīng)單體選自:季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二縮三乙二醇雙丙烯酸酯的至少一種； 所述活性稀釋體選自:環(huán)氧稀釋劑、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯的至少一種； 所述穩(wěn)定劑選自:對苯二酚或?qū)αu甲基苯甲醚； (3)制備UV環(huán)保硅太陽能電池背場鋁漿:將高純度的金屬鋁粉70-80%、無機粘合劑2~8%、UV有機粘合劑10~25%、光引發(fā)劑2~5%、添加助劑1飛％，配制在配料槽中，進行攪拌至混料均勻，需在紅光或黃光下操作，充分攪拌后，在三輥機上進行研磨得到漿料，各組分充分在漿料中分布均 勻，漿料細度≤25um，漿料粘度在25000~35000mPa.s/25°C ； 所述高純度的金屬鋁粉為球形，平均粒度6.0-8.0ym,純度大于99.80%,跨度1.4-1.6,松裝密度 0.45-0.6 g/cm3 ； 所述光引發(fā)劑選自:醚類、酮類、4-(N-N-二甲氨基)苯甲酸乙酯即EPD、2，4，6-三甲基苯甲?；交趸⒓碩PO的至少一種； 所用添加助劑選自:0P10、TEG0 Airex 920、TEGO Dispers 655、TEGO Fomaex N、正丁醇、甲基硅油的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UV環(huán)保型硅太陽能電池背場鋁漿的制備方法，其特征在于所述醚類選自:安息香醚類、安息香乙醚、安息香丁醚、安息香雙甲醚即651的至少一種；所述酮類選自:二苯甲酮、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮即1173、2_異丙基硫雜蒽酮即ITX的至少一種。
【文檔編號】H01B1/22GK103714912SQ201310742672
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】蔡紀法, 夏國銳, 毛毅強 申請人:無錫市儒興科技開發(fā)有限公司