晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉、制備方法及含有該鋁粉的太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉及其組成和制備方法，該晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉，包括94.5～99重量份鋁粉、0.01～0.50重量份硼粉和0.5～5.0重量份二氧化硅粉。本發(fā)明提供的通過(guò)在所用鋁粉中加入D50≤1微米的二氧化硅和D50≤1微米的硼粉，通過(guò)二者的加入，使得采用該鋁粉制得的鋁槳燒結(jié)時(shí)能形成重?cái)U(kuò)散和避免鋁層過(guò)度收縮，從而提高轉(zhuǎn)換效率并顯著降低翹曲。
【專利說(shuō)明】晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉、制備方法及含有該鋁粉的 太陽(yáng)能電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，特別地，涉及一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉、制 備方法及含有該鋁粉的太陽(yáng)能電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽(yáng)能電池是一種能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，太陽(yáng)能電池接受太陽(yáng)光 照射后會(huì)產(chǎn)生在其內(nèi)部產(chǎn)生電流，所產(chǎn)生電流通過(guò)電極輸出。出于成本的考慮，電池生產(chǎn) 所使用的硅片越來(lái)越薄，從傳統(tǒng)的220微米左右，下降到現(xiàn)在的160微米左右，生產(chǎn)太陽(yáng)能 電池所需原料鋁槳在使用過(guò)程中，需要經(jīng)受高溫?zé)Y(jié)，經(jīng)過(guò)燒結(jié)后，由于鋁和硅的線膨脹系 數(shù)相差巨大（在20-300°C下鋁的膨脹系數(shù)為232X 10_7/°C，在20-300°C下硅的膨脹系數(shù)為 26X 1(T7/°C )，導(dǎo)致燒結(jié)后的鋁片翹曲嚴(yán)重，太陽(yáng)能電池的背場(chǎng)BSF層形成不完善，導(dǎo)致所 得太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率低。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種CN201310117504.7中公開了一種耐高溫低翹曲鋁漿，該 鋁槳包括60份?80份球形鋁粉、0. 5份?6份秘系玻璃粉、0. 01?3份無(wú)機(jī)添加劑、15? 35份有機(jī)載體，其中無(wú)機(jī)添加劑鎢酸鋯、釩酸鋯和磷酸鋯，有機(jī)載體由10?99份中間體、 1?89份稀釋劑、0. 1?5份觸變劑BYK4KK0. 1?5份分散劑BYK180組成。中間體由聚 合物與溶劑組成。該鋁槳組成復(fù)雜，其中多個(gè)成分需要單獨(dú)制備。而且所得鋁槳制備后翹 曲為1. 1?0· 5mm，翅曲較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉、制備方法及含有該鋁粉 的太陽(yáng)能電池，以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶體硅太陽(yáng)能電池用鋁槳燒結(jié)后翹曲嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用 鋁粉混合物，包括鋁粉、硼粉和二氧化硅粉，其中硼粉粒徑為D 5(l < 1微米；二氧化硅粒徑為 D5Q彡1微米。
[0006] 進(jìn)一步地，包括94. 5?99重量份的鋁粉、0. 01?0. 50重量份的硼粉和0. 5?5. 0 重量份的二氧化硅粉。
[0007] 進(jìn)一步地，由94. 5?99重量份鋁粉、0. 01?0. 50重量份硼粉和0. 5?5. 0重量 份二氧化硅粉組成。
[0008] 進(jìn)一步地，由97. 9重量份鋁粉、0. 10重量份硼粉和2. 0重量份二氧化硅粉組成。
[0009] 進(jìn)一步地，二氧化硅膨脹系數(shù)以石英晶體計(jì)為120X 10_7/°C。
[0010] 進(jìn)一步地，硼粉的純度彡99. 90 %，硼粉含水量彡0. 1 % ;二氧化硅的純度 彡98. 50 %，二氧化硅含水量<0· 1 %。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種上述鋁粉的制備方法，將鋁粉、硼粉、二氧化 硅粉混合均勻得到鋁粉。
[0012] 進(jìn)一步地，混合步驟在V型混合機(jī)中混合0. 5?2小時(shí)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了采用上述的鋁粉混合物制成的晶體硅太陽(yáng)能電 池。
[0014] 進(jìn)一步地，晶體硅太陽(yáng)能電池的翹曲為0. 2mm，轉(zhuǎn)化率為18. 7%。
[0015] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0016] 本發(fā)明提供的通過(guò)在所用鋁粉中加入D5(l < 1微米的二氧化硅和D5(l < 1微米的硼 粉，通過(guò)二者的加入，使得采用該鋁粉制得的鋁槳燒結(jié)時(shí)，二氧化硅不會(huì)達(dá)到熔融狀態(tài)，避 免鋁片的邊緣過(guò)度收縮，從而減少翹曲。
[0017] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋 的多種不同方式實(shí)施。
[0019] 本發(fā)明提供的鋁粉包括94. 5?99重量份鋁粉、0. 01?0. 50重量份硼粉和0. 5? 5. 0重量份二氧化硅粉。
[0020] 二氧化硅粉
[0021] 鋁粉在燒結(jié)過(guò)程中的峰值溫度下，發(fā)生熔融，在后續(xù)的急劇冷卻時(shí)重現(xiàn)形成鋁膜， 由于在20?300°C下鋁的膨脹系數(shù)為232X 10_V°C，晶體硅的膨脹系數(shù)為26X 10_V°C，二 者膨脹系數(shù)差距較大，在燒結(jié)過(guò)程中，所形成鋁膜表面收縮嚴(yán)重，從而產(chǎn)生較大的翹曲。在 鋁粉中加入的二氧化硅，膨脹系數(shù)以石英晶體計(jì)，為120X1(TV°C，膨脹系數(shù)介于鋁和硅之 間。燒結(jié)時(shí)，二氧化硅發(fā)生熔融后再冷卻產(chǎn)生的收縮較小，從而降低翹曲。同時(shí)所用二氧化 硅的熔點(diǎn)為1670°C。而燒結(jié)過(guò)程中的溫度峰值為720°C。即使燒結(jié)過(guò)程中溫度達(dá)到峰值， 填充在鋁粉中的二氧化硅也僅會(huì)發(fā)生微量熔融，熔融后的二氧化硅再冷卻后邊緣收縮程度 低。同時(shí)加入其中的未發(fā)生熔融的二氧化硅還能能隔絕鋁膜與晶體硅層，使得高膨脹系數(shù) 的鋁與中間值膨脹系數(shù)的二氧化硅接觸，使得鋁膜在接觸面上產(chǎn)生的收縮減少，避免鋁膜 直接與晶體硅接觸造成的高收縮率。減少翹曲。提高轉(zhuǎn)化率。
[0022] 硼粉
[0023] 晶體硅中本身已經(jīng)摻雜有硼元素，當(dāng)燒結(jié)過(guò)程中加入硼粉的鋁槳與晶體硅接觸 時(shí)，鋁槳中的硼原子向晶體硅層滲透，在鋁槳與晶體硅接觸面上形成硼濃度更高的區(qū)域。該 區(qū)域的存在可以減少少數(shù)載流子的復(fù)合幾率，提高開路電壓。從而提高所得太陽(yáng)能電池的 轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)硼粉的滲入還能促進(jìn)二氧化硅與晶體硅的結(jié)合，使其更好的發(fā)揮隔絕鋁膜 與晶體硅的作用。從而進(jìn)一步降低翹曲。
[0024] 二氧化硅和硼粉按此比例加入鋁槳中即可發(fā)揮上述效果。按此比例加入的二氧化 硅和硼粉還可以加入其他可以改善鋁粉性能的物質(zhì)。
[0025] 優(yōu)選由94. 5?99重量份鋁粉、0. 01?0. 50重量份硼粉和0. 5?5. 0重量份二氧 化硅粉組成。此時(shí)二氧化硅和硼粉所發(fā)揮的協(xié)同作用達(dá)到較優(yōu)，從而將所得太陽(yáng)能電池的 翹曲降低。
[0026] 更優(yōu)選的由97. 9重量份鋁粉、0. 10重量份硼粉和2. 0重量份二氧化硅粉組成。 此時(shí)二氧化硅和硼粉的協(xié)同作用達(dá)到最優(yōu)，從而將所得太陽(yáng)能電池的翹曲降至最低，達(dá)到 0. 2mm。轉(zhuǎn)化率達(dá)到18. 7%。
[0027] 二氧化硅粉和硼粉的粒徑優(yōu)選為硼粉粒徑為D50 < 1微米；二氧化硅粒徑為 D50 < 1微米。采用該粒徑的二氧化硅粉，其在鋁槳中的擴(kuò)散作用達(dá)到最優(yōu)，能有效在鋁槳 中均勻擴(kuò)散，從而更好的發(fā)揮阻擋、隔離鋁粉和晶體硅的作用。該粒徑的硼粉能更好的滲透 進(jìn)入晶體硅中，從而發(fā)揮提高其開路電壓的作用，同時(shí)能更有效的協(xié)助二氧化硅向鋁粉和 晶體硅的接觸界面擴(kuò)散。
[0028] 優(yōu)選采用二氧化硅膨脹系數(shù)以石英晶體計(jì)為120XKT7/°C。此時(shí)能保證二氧化硅 在燒結(jié)過(guò)程中熔融后，收縮較小，更好的發(fā)揮隔絕鋁粉和晶體硅的作用。
[0029] 二氧化硅和硼粉采用常規(guī)化學(xué)純即可，優(yōu)選采用硼粉的純度> 99. 90%，硼粉含水 量< 0. 1% ;二氧化硅的純度彡98. 50%，二氧化硅含水量< 0. 1%。采用該純度的硼粉和 二氧化硅既降低了成本，又保證了使用效果。同時(shí)還能避免過(guò)多的水分引入，降低二氧化硅 和硼粉在鋁粉中的擴(kuò)散。
[0030] 本發(fā)明的另一方面還提供了一種上述鋁粉的制備方法，將鋁粉、硼粉、二氧化硅粉 混合均勻得到鋁粉。本發(fā)明提供的鋁粉制備簡(jiǎn)便，進(jìn)行混合均勻即可發(fā)揮作用。優(yōu)選混合 步驟在V型混合機(jī)中混合0. 5?2小時(shí)。按此條件進(jìn)行混合，能保證混合均勻，避免能源損 耗，提1?混合效率。
[0031] 本發(fā)明的另一方面還提供了一種采用上述鋁粉的晶體硅太陽(yáng)能電池。該晶體硅太 陽(yáng)能電池的翹曲為0. 2mm，轉(zhuǎn)化率為18. 7%。
[0032] 實(shí)施例
[0033] 以下實(shí)施例和對(duì)比例中所用物料和設(shè)備均為市售。
[0034] 以下實(shí)施例中鋁槳的配方、鋁槳的制備方法，太陽(yáng)能電池的制備方法、電池片翹曲 檢測(cè)方法、轉(zhuǎn)化率檢測(cè)方法均按照CN201010560269. 7中公開的方法進(jìn)行。鋁粉混合采用V 型混合將。翹曲度采用塞尺檢測(cè)。轉(zhuǎn)換效率采用電池片自動(dòng)檢測(cè)儀檢測(cè)
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 以94. 5重量份鋁粉、0. 01重量份硼粉、0. 5重量份二氧化硅粉和1重量份鉍系玻 璃粉為原料，硼粉粒徑為D5(l = 1微米；二氧化硅粒徑為D5(l = 1微米。二氧化硅膨脹系數(shù) 以石英晶體計(jì)為120父1(^/1：。硼粉的純度99.90(%，硼粉含水量0.1 (%;二氧化硅的純度 98. 50 %，二氧化硅含水量0· 1 %。
[0037] 加入混合機(jī)中混合1小時(shí)，得到鋁粉。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 以94. 5重量份鋁粉、0. 01重量份硼粉、0. 5重量份二氧化硅粉為原料，硼粉粒徑 為D5(l = 0. 7微米；二氧化硅粒徑為D5(l = 0. 5微米。二氧化硅膨脹系數(shù)以石英晶體計(jì)為 120 X 10_V°C。硼粉的純度99. 99%，硼粉含水量0. 07% ;二氧化硅的純度99. 50%，二氧化 硅含水量〇. 08%。
[0040] 加入混合機(jī)中混合0· 5小時(shí)，得到鋁粉。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 以99重量份鋁粉、0. 50重量份硼粉、5. 0重量份二氧化硅粉和1重量份鉍系玻璃 粉為原料，硼粉粒徑為D5(l = 0. 5微米；二氧化硅粒徑為D5(l = 0. 4微米。二氧化硅膨脹系 數(shù)以石英晶體計(jì)為120X 10_7/°C。硼粉的純度99. 99%，硼粉含水量0. 05%;二氧化硅的純 度99. 90 %，二氧化硅含水量0. 07 %。
[0043] 加入混合機(jī)中混合2小時(shí)，得到鋁粉。
[0044] 實(shí)施例4
[0045] 以99重量份鋁粉、0. 50重量份硼粉、5. 0重量份二氧化硅粉為原料，硼粉粒徑為D5Q =1微米；二氧化硅粒徑為D5(i = 1微米。二氧化硅膨脹系數(shù)以石英晶體計(jì)為120X 1(T7/°C。 硼粉的純度99. 90 %，硼粉含水量0. 1 %;二氧化硅的純度98. 70 %，二氧化硅含水量0. 1 %。
[0046] 加入混合機(jī)中混合1. 5小時(shí)，得到鋁粉。
[0047] 實(shí)施例5
[0048] 與實(shí)施例4的區(qū)別在于：原料為由97. 9重量份鋁粉、0. 10重量份硼粉和2. 0重量 份二氧化硅粉組成。
[0049] 對(duì)比例1
[0050] 與實(shí)施例4的區(qū)別在于：未加入二氧化硅。
[0051] 對(duì)比例2
[0052] 與實(shí)施例4的區(qū)別在于：未加入硼粉。
[0053] 對(duì)比例3
[0054] 與實(shí)施例4的區(qū)別在于：未加入二氧化硅、硼粉。
[0055] 實(shí)施例1?5和對(duì)比例1?3中所得鋁粉用于制備得到的晶體硅太陽(yáng)能電池片的 轉(zhuǎn)化率和翹曲，數(shù)據(jù)結(jié)果列于表1中。
[0056] 表1實(shí)施例1?5和對(duì)比例1?3所得鋁粉制得電池片的轉(zhuǎn)化率和翹曲結(jié)果表
[0057]

【權(quán)利要求】
1. 一種晶體硅太陽(yáng)能電池鋁漿用鋁粉混合物，其特征在于，所述鋁粉混合物包括鋁粉、 硼粉和二氧化硅粉，其中所述硼粉粒徑為D 5(l < 1微米；所述二氧化硅粒徑為D5(l < 1微米。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁粉混合物，其特征在于，所述鋁粉混合物包括94. 5?99重 量份的鋁粉、〇. 01?〇. 50重量份的硼粉和0. 5?5. 0重量份的二氧化硅粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁粉混合物，其特征在于，所述鋁粉混合物由94. 5?99重量 份鋁粉、0. 01?0. 50重量份硼粉和0. 5?5. 0重量份二氧化硅粉組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁粉混合物，其特征在于，所述鋁粉混合物由97. 9重量份鋁 粉、0. 10重量份硼粉和2. 0重量份二氧化硅粉組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁粉混合物，其特征在于，所述二氧化硅膨脹系數(shù)以石英晶 體計(jì)為 120X1(T7/°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁粉混合物，其特征在于，所述硼粉的純度> 99. 90%，所述 硼粉含水量< 〇. 1% ;所述二氧化硅的純度> 98. 50%，所述二氧化硅含水量< 0. 1%。
7. -種權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述鋁粉混合物的制備方法，其特征在于，將鋁粉、硼 粉、二氧化硅粉混合均勻得到所述鋁粉混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合步驟在V型混合機(jī)中混合0. 5? 2小時(shí)。
9. 一種采用如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的鋁粉混合物制成的晶體硅太陽(yáng)能電池。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述晶體硅太陽(yáng)能電池的翹曲 ^ 0. 5mm〇
【文檔編號(hào)】H01B13/00GK104157330SQ201410369114
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】羅夔 申請(qǐng)人:瀘溪縣金源粉體材料有限責(zé)任公司