本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
背景技術(shù)：
太陽能電池是能把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，主要是半導(dǎo)體材料制造成的。太陽電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，包括下面三個(gè)過程；1、太陽光或其他光照射到太陽能電池的表面；2、太陽能電池的半導(dǎo)體能吸收光子，并激發(fā)出電子－空穴對，這些電子空穴對被太陽電池的內(nèi)建場分離，分離的條件：a、有內(nèi)建電場；b、電子空穴有足夠長的壽命和遷移率，使μt足夠大，μt為在內(nèi)建場的作用下，在電子空穴的壽命時(shí)間內(nèi)漂移的距離，這個(gè)距離保證電子空穴“分開”，電子集中在一邊，空穴集中在另一邊，太陽電池利用PN結(jié)或PIN結(jié)勢壘區(qū)的靜電場達(dá)到分離電子、空穴的目的；3、被分離的電子空穴，經(jīng)電極收集輸出到電池體外，形成電池。
太陽能電池背電極和正電極使用銀漿，燒結(jié)工藝需經(jīng)過低溫、中溫、高溫和冷卻4個(gè)階段，低溫階段一般在400度以內(nèi)，中溫400-700度，高溫700-900度，在低溫階段漿料中的有機(jī)溶劑充分揮發(fā)，中溫階段玻璃料開始熔化，有機(jī)粘結(jié)劑充分燃燒，Ag和玻璃料發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成Ag2O，玻璃料將SiNx膜腐蝕，在高溫階段Ag2O 、Si和玻璃料發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生Ag、Si接觸，冷卻過程中Ag在表面結(jié)晶生長，玻璃料使?jié){料緊緊附著在硅片表面， 最終形成柵線和硅片的歐姆接觸。背電場使用鋁漿進(jìn)行印刷，漿料由金屬粉、玻璃料，有機(jī)溶劑、有機(jī)粘結(jié)劑組成。正面電極漿料的選擇標(biāo)準(zhǔn)：能與硅片形成牢固的歐姆接觸， 自身體電阻小，可焊接性強(qiáng)，污染小，成本低，分辨率高，與擴(kuò)散層方塊電阻匹配性好。背面鋁漿的選擇標(biāo)注：合理的粒徑，粘度，燒結(jié)后電阻率低，耐潮濕，附著力好。
CN102408653A公開一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑及其制備方法，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括聚乙烯縮丁醛樹脂3-12份、有機(jī)溶劑88-95份、濕潤分散劑0-2份和消泡劑0-2份；CN101555394A公開一有機(jī)粘合劑，按質(zhì)量份組成為：乙基纖維素23%，醋丁纖維素1%-5%，有機(jī)溶劑88%-94%，濕潤分散劑0.2%-1%， 消泡劑1%-3%，總量100%；其制備方法為：將所述組份投入反應(yīng)釜內(nèi), 攪拌速度60-80r/min狀態(tài)下升溫至120-140℃恒溫2-4 h，反應(yīng)釜內(nèi)的所述組份得到均勻混合及充分反應(yīng)，反應(yīng)物冷卻之后用絲網(wǎng)過濾，得到硅太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，但是，這些有機(jī)粘結(jié)劑存在粘接強(qiáng)度不高，方阻偏高的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以解決現(xiàn)有太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑應(yīng)用于太陽能電池鋁漿時(shí)，粘合強(qiáng)度較低，電阻率和碎片率相對較高等問題。本發(fā)明制得的太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑應(yīng)用于太陽能電池鋁漿時(shí)，可以使粘合強(qiáng)度提高，能夠達(dá)到1級；另外可以同時(shí)降低電阻率和碎片率。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以重量份為單位，包括以下原料新戊二醇64-78份、羥乙基纖維素12-15份、聚丙交酯6-10份、磷酸三辛酯4-8份、雙丙酮丙烯酰胺6-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4-6份、環(huán)氧氯丁烷3-5份、尿素2-4份、丙烯酸15-38份、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷0.6-1.3份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.2-0.5份、鉑催化劑0.2-0.3份、二乙醇胺6-12份、鋁溶膠8-15份、檸檬酸酯0.8-1.4份、聚丙二烯橡膠0.6-1份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.7份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.2-0.4份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.6-1.2份；
所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將新戊二醇、羥乙基纖維素、聚丙交酯、磷酸三辛酯、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉在轉(zhuǎn)速為100-200r/min下攪拌8-12min，制得漿料Ⅰ；
S2：將步驟S1制得的漿料Ⅰ的pH值調(diào)節(jié)為5.7-6，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、丙烯酸、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、鉑催化劑，然后在微波功率為100-200W，溫度為74-85℃，轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.5-2.5h，制得漿料Ⅱ；
S3：將步驟S2制得的漿料Ⅱ的pH值調(diào)節(jié)為6.2-6.5，接著加入二乙醇胺、鋁溶膠、檸檬酸酯、聚丙二烯橡膠、丙基三甲氧基硅烷，然后在微波功率為150-250W，溫度為88-94℃，轉(zhuǎn)速為80-100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)0.8-1.2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3制得的漿料Ⅲ的pH值調(diào)節(jié)為7.8-8.2，接著加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑，控制溫度為72-76℃，糊化時(shí)間為45-55min，糊化時(shí)間為結(jié)束后降至32-34℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在轉(zhuǎn)速為60-80r/min下攪拌12-18min，制得太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
進(jìn)一步地，步驟S1中所述轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌8min，制得漿料Ⅰ。
進(jìn)一步地，步驟S2中所述微波功率為150-200W，溫度為80-85℃，轉(zhuǎn)速為100-120r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.5-2h，制得漿料Ⅱ。
進(jìn)一步地，所述微波功率為200W，溫度為85℃，轉(zhuǎn)速為120r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.5h，制得漿料Ⅱ。
進(jìn)一步地，步驟S3中所述微波功率為200-250W，溫度為90-94℃，轉(zhuǎn)速為90-100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)0.8-1h，制得漿料Ⅲ。
進(jìn)一步地，步驟S3中所述微波功率為250W，溫度為94℃，轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)0.8h，制得漿料Ⅲ。
進(jìn)一步地，步驟S4中所述控制溫度為74-76℃，糊化時(shí)間為45-50min。
進(jìn)一步地，所述控制溫度為76℃，糊化時(shí)間為45min。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明制得的太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑應(yīng)用于太陽能電池鋁漿時(shí)，可以使粘合強(qiáng)度提高，能夠達(dá)到1級；另外可以同時(shí)降低電阻率和碎片率。
具體實(shí)施方式
為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實(shí)例加以說明，這些實(shí)例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
在實(shí)施例中，所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以重量份為單位，包括以下原料：新戊二醇64-78份、羥乙基纖維素12-15份、聚丙交酯6-10份、磷酸三辛酯4-8份、雙丙酮丙烯酰胺6-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4-6份、環(huán)氧氯丁烷3-5份、尿素2-4份、丙烯酸15-38份、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷0.6-1.3份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.2-0.5份、鉑催化劑0.2-0.3份、二乙醇胺6-12份、鋁溶膠8-15份、檸檬酸酯0.8-1.4份、聚丙二烯橡膠0.6-1份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.7份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.2-0.4份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.6-1.2份；
所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將新戊二醇、羥乙基纖維素、聚丙交酯、磷酸三辛酯、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉在轉(zhuǎn)速為100-200r/min下攪拌8-12min，制得漿料Ⅰ；
S2：將步驟S1制得的漿料Ⅰ的pH值調(diào)節(jié)為5.7-6，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、丙烯酸、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、鉑催化劑，然后在微波功率為100-200W，溫度為74-85℃，轉(zhuǎn)速為80-120r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.5-2.5h，制得漿料Ⅱ；
S3：將步驟S2制得的漿料Ⅱ的pH值調(diào)節(jié)為6.2-6.5，接著加入二乙醇胺、鋁溶膠、檸檬酸酯、聚丙二烯橡膠、丙基三甲氧基硅烷，然后在微波功率為150-250W，溫度為88-94℃，轉(zhuǎn)速為80-100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)0.8-1.2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3制得的漿料Ⅲ的pH值調(diào)節(jié)為7.8-8.2，接著加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑，控制溫度為72-76℃，糊化時(shí)間為45-55min，糊化時(shí)間為結(jié)束后降至32-34℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在轉(zhuǎn)速為60-80r/min下攪拌12-18min，制得太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
下面通過更具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。
實(shí)施例1
一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以重量份為單位，包括以下原料：新戊二醇72份、羥乙基纖維素14份、聚丙交酯8份、磷酸三辛酯6份、雙丙酮丙烯酰胺9份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉5份、環(huán)氧氯丁烷4份、尿素3份、丙烯酸26份、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷1份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.4份、鉑催化劑0.2份、二乙醇胺9份、鋁溶膠12份、檸檬酸酯1.2份、聚丙二烯橡膠0.8份、丙基三甲氧基硅烷0.5份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.9份；
所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將新戊二醇、羥乙基纖維素、聚丙交酯、磷酸三辛酯、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉在轉(zhuǎn)速為150r/min下攪拌10min，制得漿料Ⅰ；
S2：將步驟S1制得的漿料Ⅰ的pH值調(diào)節(jié)為5.8，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、丙烯酸、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、鉑催化劑，然后在微波功率為150W，溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)2h，制得漿料Ⅱ；
S3：將步驟S2制得的漿料Ⅱ的pH值調(diào)節(jié)為6.4，接著加入二乙醇胺、鋁溶膠、檸檬酸酯、聚丙二烯橡膠、丙基三甲氧基硅烷，然后在微波功率為200W，溫度為90℃，轉(zhuǎn)速為90r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3制得的漿料Ⅲ的pH值調(diào)節(jié)為8，接著加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑，控制溫度為74℃，糊化時(shí)間為50min，糊化時(shí)間為結(jié)束后降至33℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在轉(zhuǎn)速為70r/min下攪拌15min，制得太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
實(shí)施例2
一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以重量份為單位，包括以下原料：新戊二醇64份、羥乙基纖維素12份、聚丙交酯6份、磷酸三辛酯4份、雙丙酮丙烯酰胺6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4份、環(huán)氧氯丁烷3份、尿素2份、丙烯酸15份、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷0.6份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.2份、鉑催化劑0.2份、二乙醇胺6份、鋁溶膠8份、檸檬酸酯0.8份、聚丙二烯橡膠0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.2份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.6份；
所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將新戊二醇、羥乙基纖維素、聚丙交酯、磷酸三辛酯、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉在轉(zhuǎn)速為100r/min下攪拌12min，制得漿料Ⅰ；
S2：將步驟S1制得的漿料Ⅰ的pH值調(diào)節(jié)為5.7，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、丙烯酸、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、鉑催化劑，然后在微波功率為100W，溫度為74℃，轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)2.5h，制得漿料Ⅱ；
S3：將步驟S2制得的漿料Ⅱ的pH值調(diào)節(jié)為6.2，接著加入二乙醇胺、鋁溶膠、檸檬酸酯、聚丙二烯橡膠、丙基三甲氧基硅烷，然后在微波功率為150W，溫度為88℃，轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3制得的漿料Ⅲ的pH值調(diào)節(jié)為7.8，接著加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑，控制溫度為72℃，糊化時(shí)間為55min，糊化時(shí)間為結(jié)束后降至32℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在轉(zhuǎn)速為60r/min下攪拌18min，制得太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
實(shí)施例3
一種太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑，以重量份為單位，包括以下原料：新戊二醇78份、羥乙基纖維素15份、聚丙交酯10份、磷酸三辛酯8份、雙丙酮丙烯酰胺12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉6份、環(huán)氧氯丁烷5份、尿素4份、丙烯酸38份、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷1.3份、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.5份、鉑催化劑0.3份、二乙醇胺12份、鋁溶膠15份、檸檬酸酯1.4份、聚丙二烯橡膠1份、丙基三甲氧基硅烷0.7份、有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.4份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚1.2份；
所述太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：將新戊二醇、羥乙基纖維素、聚丙交酯、磷酸三辛酯、雙丙酮丙烯酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉在轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌12min，制得漿料Ⅰ；
S2：將步驟S1制得的漿料Ⅰ的pH值調(diào)節(jié)為6，接著加入環(huán)氧氯丁烷、尿素、丙烯酸、2，5-二甲基-2，5-雙( 苯甲酰過氧)-己烷、偶氮二異丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、鉑催化劑，然后在微波功率為200W，溫度為85℃，轉(zhuǎn)速為120r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)1.5h，制得漿料Ⅱ；
S3：將步驟S2制得的漿料Ⅱ的pH值調(diào)節(jié)為6.5，接著加入二乙醇胺、鋁溶膠、檸檬酸酯、聚丙二烯橡膠、丙基三甲氧基硅烷，然后在微波功率為250W，溫度為94℃，轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行攪拌反應(yīng)0.8h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3制得的漿料Ⅲ的pH值調(diào)節(jié)為8.2，接著加入有機(jī)錫穩(wěn)定劑，控制溫度為76℃，糊化時(shí)間為45min，糊化時(shí)間為結(jié)束后降至34℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在轉(zhuǎn)速為80r/min下攪拌12min，制得太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑。
實(shí)施例1-3制得的太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑性能檢驗(yàn)：
性能檢驗(yàn)方法采用間接檢驗(yàn)方法，將所得有機(jī)粘結(jié)劑按下述方法制備成硅太陽能電池鋁漿，測試硅太陽能電池鋁漿與有機(jī)粘結(jié)劑相關(guān)的性能：按質(zhì)量份的有機(jī)粘結(jié)劑30%，鋁粉68%，玻璃粉2%配比，其中有機(jī)粘結(jié)劑實(shí)施例1-3制備所得物；鋁粉為球形，純度>99.8%，中位徑5-8μm，跨度1.1-1.5，松裝密度0.45-0.6g/cm3；玻璃粉按質(zhì)量份SiO2，14%，B2O320%，Al2O310%，Bi2O325%，ZrO213%，ZnO15%，MoO33% 混合均勻，于145℃下干燥3.5h后，進(jìn)入高溫爐中，850℃熔煉1h，水淬后烘干，用行星式球磨機(jī)球磨至10μm 以下，烘干得玻璃粉。將上述原料混合均勻后，用三輥研磨機(jī)研磨6h，得硅太陽能電池鋁漿。
所得電池鋁漿性能的測試：依據(jù)GB/T17473.5方法以及使用NDJ-79型粘度計(jì)測試鋁漿粘度；將鋁漿料用280目迷宮圖案絲網(wǎng)印刷于太陽能電池硅片背面，于烘箱中200℃下干燥12min，進(jìn)入隧道爐燒結(jié)，燒結(jié)峰值溫度680±10℃，燒結(jié)時(shí)間15min，得太陽能電池硅片鋁背電揚(yáng)電極，依據(jù)GB/T17473.3以及使用41/2 位數(shù)字多用表測試鋁背電場電極層的方塊電阻值。
碎片率測試：將鋁漿料用280目絲網(wǎng)印刷于太陽能電池硅片上，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式烘箱干燥，烘干溫度180-200℃，時(shí)間8min，以1000片為1組統(tǒng)計(jì)烘干后（在燒結(jié)之前）太陽能電池硅片的碎片率。
粘合強(qiáng)度測試：將鋁漿料用280目絲網(wǎng)印刷于硅片上，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式烘箱干燥，烘干溫度180-200℃，時(shí)間8min，按GB/T 9286-1998所述劃格試驗(yàn)法測定該有機(jī)
粘結(jié)劑所配鋁漿料與硅基體在烘干后（在燒結(jié)之前）的粘合強(qiáng)度。
從表中可以看出，本發(fā)明制得的太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑具有較好的粘合強(qiáng)度，能夠達(dá)到1級，另外，碎片率和方阻較低，可見本發(fā)明制得的太陽能電池鋁漿用有機(jī)粘合劑性能優(yōu)異。
以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。