專利名稱：強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池用的鋁漿技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著傳統(tǒng)能源的日益短缺，以晶體硅太陽能電池為代表的光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。晶體硅太陽能電池背場鋁漿是太陽能電子漿料中的主要組成部分，用于晶體硅太陽能電池背表面電場的形成，同時(shí)作為太陽能電池的背電極使用。晶體硅太陽能電池背場鋁漿主要由鋁粉、有機(jī)粘合劑和無機(jī)粘合劑-金屬玻璃粉組成。鋁粉作為鋁電極漿料中的功能相，燒結(jié)后鋁粉間互相連接構(gòu)成導(dǎo)電通道，并與硅形成硅鋁合金實(shí)現(xiàn)歐姆接觸，因此鋁粉的各項(xiàng)性能對(duì)硅太陽能電池輸出特性、電極的外觀和機(jī)械強(qiáng)度起著關(guān)鍵性影響；有機(jī)粘合劑用于分散超微細(xì)粉形成膏狀組合物，通常由溶劑、起增稠作用的高分子聚合物和助劑組成，其揮發(fā)性是影響電子漿料儲(chǔ)存穩(wěn)定性、漿料制備元器件過程的燒結(jié)工藝溫度、膜層質(zhì)量以及電子元器件性能的重要因素之一；金屬玻璃粉是鋁電極漿料中的重要成分，起著溶蝕鋁粉表面不導(dǎo)電薄膜層以及黏結(jié)鋁粒子的作用，因此其組分和含量對(duì)電極的電特性和表面特性有至關(guān)重要的影響。為了有效降低晶體硅太陽能電池的發(fā)電成本，目前廣泛采用降低硅片厚度 (150 ISOMffl)的方法提高晶體硅的使用效率；此外，通過研制高性能的晶體硅太陽能電池用銀漿、鋁漿，提高其轉(zhuǎn)換效率，也是降低成本的有效途徑。目前市場上主流的晶體硅太陽能電池背場鋁漿的主要缺點(diǎn)如下
(1)漿料中的有機(jī)粘合劑含有低毒物質(zhì)，制備過程中揮發(fā)嚴(yán)重，效率低下，對(duì)人體危害性大；
⑵無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉含有鉛等有毒元素，對(duì)環(huán)境和人體都有一定程度的毒害； ⑶鋁膜與硅基片之間無法形成良好的歐姆接觸，易脫落、起皰，導(dǎo)致其光電轉(zhuǎn)換效率低下；
(4)為降低晶體硅太陽能電池成本，無法同時(shí)滿足低翹曲度和強(qiáng)附著力兩方面的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種漿料中不含有鉛等有毒物質(zhì)，對(duì)人體危害性小，鋁膜與硅基片之間能形成良好的歐姆接觸，翹曲度低，光電轉(zhuǎn)換效率高，不易脫落的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，該漿料由以下質(zhì)量百分比的各組分制備鋁粉60% 84%，改性有機(jī)粘合劑15% 35%，無機(jī)粘合劑(金屬玻璃粉)1% 10%。本發(fā)明上述的鋁粉為純度99. 9 99. 99%、平均粒徑為2. 0 8. OMm的鋁粉。本發(fā)明上述的改性有機(jī)粘合劑由質(zhì)量百分比為10% 50%的松油醇，10% 30%的松節(jié)油，5% 20%的苯甲醇，5% 20%的丁基卡必醇醋酸酯，1% 15%的乙基纖維素，1% 10%的有機(jī)硅化合物(如改性聚二甲基硅氧烷)，1% 5%的山梨醇酐硬脂酸酯制備而成。本發(fā)明上述的無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉為無鉛玻璃粉，由質(zhì)量百分比20% 50%的 B2O3' 20% 40% 的 SiO2,10% 20% 的 Al2O3, 5% 10% 的 SiO，5% 10% 的 V2O5 制備而成。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是，提供上述強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿的制備方法，制備步驟為
(1)改性有機(jī)粘合劑的制備按配方比例稱取配置改性有機(jī)粘合劑的原料，混合均勻， 在80 150°C溫度下邊加熱邊攪拌的溶解方式，時(shí)間為60 120min得到透明的改性有機(jī)粘合劑。(2)無機(jī)粘合劑的制備按配方比例稱取配置無機(jī)粘合劑的原料混合均勻后，在烘箱中145 155°C干燥1. 5 2. 5h ；然后在1000 1200°C溫度下熔煉0. 8 1. 2h，水淬后烘干， 再球磨3 他，烘干得到平均粒徑為IOMffl以下的無鉛金屬玻璃粉；
(3)電池鋁漿制備按配方，將鋁粉、步驟(1)制備的改性無機(jī)粘合劑、步驟(2)制備的無機(jī)粘合劑-金屬玻璃粉，混合均勻后研磨軋漿2 5次后得到細(xì)度為15ΜΠ1以下的背場鋁漿。本發(fā)明上述的研磨軋漿為采用三輥研磨機(jī)進(jìn)行的研磨軋漿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果
⑴鋁粉是漿料的重要組分，本發(fā)明選用99. 9 99. 99%的鋁錠制成的鋁粉，平均粒徑為4. 0 8. OMffl，在滿足漿料電性能的同時(shí)，無鋁珠，無鋁包，鋁膜光滑平整。(2)有機(jī)粘合劑中加入松節(jié)油，燒結(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生還原氣氛，保護(hù)鋁不被氧化，提高鋁膜的導(dǎo)電性能。(3)有機(jī)硅化合物、山梨醇酐硬脂酸酯的加入，改良了有機(jī)粘合劑之間的相互連接性，增強(qiáng)了漿料的流平性，印刷過網(wǎng)性能明顯提高，同時(shí)鋁膜在烘干后粘結(jié)強(qiáng)度高，在燒結(jié)后不脫落、附著力超強(qiáng)(本發(fā)明鋁漿的附著力大于5N，可稱為強(qiáng)附著力鋁漿)，經(jīng)印刷、燒結(jié)后晶體硅的翹曲度低。(4)金屬玻璃粉中加入了一定比例的Al、Zn、V元素，使得鋁背場與硅片之間的歐姆接觸良好，附著力明顯增強(qiáng)，電性能及轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)提升，同時(shí)未加入鉛元素物質(zhì)，是環(huán)保型產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
的詳細(xì)描述來進(jìn)一步闡明本發(fā)明，但并不是對(duì)本發(fā)明的限制，僅僅示例說明。實(shí)施例1 1、鋁粉
市售純度為99. 95%，平均粒徑為5. 2Mm的球形鋁粉。2、改性有機(jī)粘合劑的制備
稱取32%的松油醇，20%的松節(jié)油，17%的苯甲醇，20%的丁基卡必醇醋酸酯，5%的乙基纖維素，3. 5%的有機(jī)硅化合物(改性聚二甲基硅氧烷)，2. 5%的山梨醇酐硬脂酸酯，以上各物混合后加熱至80 100°C溶解lOOmin，得到透明的具有良好潤滑性、印刷性的膠體。
3、無鉛玻璃粉的制備
40%的B2O3，35%的SiO2,15%的Al2O3，5%的ZnO, 5%的V2O5，用混料機(jī)混合均勻后，裝入陶瓷坩堝內(nèi)，在烘箱中150°C干燥池，放入馬弗爐中，1000 1200°C熔煉lh，水淬后烘干，再用行星球磨機(jī)池，烘干得到IOMffl以下的無鉛金屬玻璃粉。4、鋁背場漿料的制備
按質(zhì)量百分比67%的鋁粉，28%的改性有機(jī)粘合劑，5%的無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉，混合均勻后用三輥研磨機(jī)軋漿3次后，得到細(xì)度< 12Mm，粘度^kcps的鋁背場漿料。將上述漿料用觀0目絲網(wǎng)印刷于氧化鋁基片上，在峰值溫度為750°C的條件下燒結(jié)30 60s，冷卻至室溫，測量方阻為12. 3 πιΩ/口。將上述漿料用沘0目絲網(wǎng)印刷于125mmX125mm單晶硅片上(厚度180士5Mm)，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試其電性能，得到數(shù)據(jù)如下表1
表1實(shí)施例1制備樣品經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試的電性能
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，其特征在于該漿料由以下質(zhì)量百分比的各組分制備鋁粉60% 84%，改性有機(jī)粘合劑15% 35%，無機(jī)粘合劑1% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，其特征在于所述的鋁粉為純度 99. 9 99. 99%、平均粒徑為2. 0 8. OMm的鋁粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，其特征在于所述的改性有機(jī)粘合劑由質(zhì)量百分比為10% 50%的松油醇，10% 30%的松節(jié)油，5% 20%的苯甲醇，5% 20%的丁基卡必醇醋酸酯，1% 15%的乙基纖維素，1% 10%的有機(jī)硅化合物，1% 5%的山梨醇酐硬脂酸酯制備而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，其特征在于所述的無機(jī)粘合劑為由質(zhì)量百分比20% 50%的B2O3，20% 40%的SiO2,10% 20%的Al2O3，5% 10%的SiO， 5% 10%的V2O5制備而成。
5.一種權(quán)利要求1所述的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿的制備方法，其特征在于制備步驟為(1)改性有機(jī)粘合劑的制備按配方比例稱取配置改性有機(jī)粘合劑的原料，混合均勻， 在80 150°C溫度下邊加熱邊攪拌的溶解方式，時(shí)間約為60 120min，得到透明的改性有機(jī)粘合劑；(2)無機(jī)粘合劑的制備按配方比例稱取配置無機(jī)粘合劑的原料混合均勻后，在烘箱中 145 155°C干燥1. 5 2. 5h ；然后在1000 1200°C溫度下熔煉0. 8 1. 2h，水淬后烘干，再球磨3 他，烘干得到平均粒徑為IOMffl以下的無鉛金屬玻璃粉；(3)電池鋁漿的制備按配方，將鋁粉、步驟(1)制備的改性無機(jī)粘合劑、步驟(2)制備的無機(jī)粘合劑-金屬玻璃粉，混合均勻后研磨軋漿2 5次后得到細(xì)度為15ΜΠ1以下的背場招楽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿的制備方法，其特征在于所述的研磨軋漿采用三輥研磨機(jī)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開一種強(qiáng)附著力太陽能電池鋁漿，該漿料由以下質(zhì)量百分比的各組分制備鋁粉60%～84%，改性有機(jī)粘合劑15%～35%，無機(jī)粘合劑1%～10%。本發(fā)明還公開一種上述鋁漿的制備方法，本發(fā)明具有不含有鉛等有毒物質(zhì)，對(duì)人體危害性小，鋁膜與硅基片之間能形成良好的歐姆接觸，翹曲度低，光電轉(zhuǎn)換效率高，不易脫落的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/0224GK102332322SQ20111016598
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者宋財(cái)根, 汪濤, 王利平, 程遵義, 董政, 邵曉東 申請(qǐng)人:寧波廣博納米新材料股份有限公司