用于背钝化太阳能电池的导电铝浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，该导电铝浆包括以下重量百分比的各组分：铝粉70‑80％，无机玻璃0.5‑5％，有机载体1‑15％，有机添加剂0.1‑10％，拉力添加剂0.1‑10％；所述的拉力添加剂均匀的分散在导电铝浆中，在导电铝浆烧结时可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用，从而使导电铝浆在不破坏背场钝化层的情况下形成拉力，从而降低后续组件工艺的次品率，提高电池的光电转化效率。

Conductive aluminum paste for back passivation of solar cells and preparation method thereof

The invention discloses an aluminum conductive paste back passivation of solar cell groups, the aluminum conductive paste comprises the following weight percentage: 70 aluminum powder 80%, inorganic glass 0.5 5%, 1 15% organic carrier, organic additives 0.1 10%, 0.1 10% tension additives; pull the additive uniform dispersed in aluminum conductive paste, the sintered aluminum conductive paste can be set up a \molecular bridge\ between inorganic material and organic material interface, put those two kinds of materials are connected together to improve the performance of composite materials and increase the bonding strength, the aluminum conductive paste without damaging the BSF passivation layer the case of the formation of tension, thereby reducing subsequent assembly defective rate, improve the photoelectric conversion efficiency of the battery.

【技术实现步骤摘要】
用于背钝化太阳能电池的导电铝浆及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种用于背钝化太阳能电池的导电铝浆及制备方法。
技术介绍
由于晶体硅太阳能电池的表面积和体积的比率大，表面复合严重，此外常规的晶硅电池体内存在大量的杂质和缺陷，而这些杂质和缺陷会充当复合中心，增加复合速率，表面复合和杂质缺陷会显著影响太阳能电池性能。因此，减少表面复合和杂质复合是进一步提高晶体硅电池效率的关键问题。本项目采用背铝钝化技术，在原传统的全铝背场结构基础上，在铝背场和硅材料之间增加一层SiNx/Al2O3钝化层，从而形成背场钝化层，减少表面复合。通过激光开槽，背铝浆料与硅材料形成了局部BSF。从而提高太阳能电池的开路电压和短路电流，并降低其串联电阻，使太阳能电池的转换效率得到提高。由于背钝化电池在铝背场和硅材料之间有一层SiNx/Al2O3钝化层，在背钝化铝浆的烧结过程中，铝浆不能与硅材料形成良好的硅铝接触，在制造成组件之后有可能出现铝背场脱落的情况。因背钝化铝浆是高效电池发展的方向，所以寻找一种不破坏SiNx/Al2O3钝化层，且能使铝浆层与硅材料形成良好拉力的方法就非常重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种背钝化太阳能电池用铝导电浆料及其制备方法，该铝导电浆料能够提升背钝化太阳能电池片的光电转换效率，同时能够提高背面附着力，从而使导电铝浆在不破坏背场钝化层的情况下形成拉力，从而降低后续组件工艺的次品率，提高电池组件的光电转化效率。本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，所述导电铝浆包括以下重量百分比的各组分：铝粉70-80％，无机玻璃粉0.5-5％，有机载体1-15％，有机添加剂0.1-10％，拉力添加剂0.1-10％。优选的是，所述拉力添加剂为正硅酸乙酯、硅树脂、梯形聚有机硅倍半硅氧烷、环梯形聚苯基硅倍半氧烷、聚苯基硅倍半氧烷梯型聚合物、双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)中的一种或几种的组合。优选的是，所述拉力添加剂为重量比为1:2:1的正硅酸乙酯、聚苯基硅倍半氧烷梯型聚合物和双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)。优选的是，所述拉力添加剂为重量比为1:2:2:1的梯形聚有机硅倍半硅氧烷、正硅酸乙酯、环梯形聚苯基硅倍半氧烷和双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)。优选的是，所述拉力添加剂的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入N-甲基吡咯烷酮30～50份、梯形氨基苯基硅倍半氧烷5～10份、4-氨基-1,8-萘二甲酸酐10～15份、正硅酸乙酯3～5份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至40～60MPa、温度50～60℃下的条件下搅拌反应3～5小时，采用体积比为1:2的乙醇和环己烷进行沉淀，干燥沉淀，得到拉力添加剂。优选的是，所述干燥采用微波辐射干燥，其过程为：将沉淀放入石英干燥器中，然后置于微波辐射反应炉内；以50～100mL/min的速度通入氮气，打开微波辐射反应炉的开关，对沉淀进行微波辐射干燥处理，将干燥处理后的沉淀冷却至室温，得到拉力添加剂；所述微波辐射干燥处理的条件为：微波辐射频率为2450±50MHz，微波辐射单位功率为0.10～1.00w/g，微波辐射时间为30～60min，微波辐射温度为50～70℃。优选的是，所述无机玻璃粉的成分按重量百分比包括：2-15％二氧化硅，2-30％三氧化二硼，5-50％氧化铋，0.5-20％氧化碲，0.5-6％氧化锂，1-20％三氧化二铝，0.5-20％氧化锶，0.5-5％氧化钨，3-30％氧化锌，2-20％氟化铝，3-30％三氧化二锑，0.5-5％氧化钡；所述无机玻璃粉的中粒径D50为0.5～5.0um。优选的是，所述有机载体包括以下重量百分比的成分：羟丙基甲基纤维素1-12％，有机溶剂50-90％，分散剂1-5％，流平剂1-5％；所述有机溶剂为二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、正丁醇、松油醇、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合；所述分散剂为马来酸-丙烯酸共聚物、丙烯酸-磺酸盐共聚物、聚乙烯醇中的一种；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。优选的是，所述有机添加剂为改性羟乙基淀粉，其制备方法为：按重量份，取5～10份羟乙基淀粉、50～80份水、0.1～0.5份硝酸铈铵、1～3份乙二胺四乙酸二钠和10～20份磺酸甜菜碱(3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐两性离子单体)置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使料液中氮气饱和，然后将该密封容器置于2.5MeV、40mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理，然后采用乙醇沉淀、洗涤后抽滤，制得改性羟乙基淀粉；所述辐照采用的辐照剂量率为200～500kGy/h，辐照剂量为500～2000kGy，搅拌速度为100～200r/min。本专利技术还提供一种上述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在有机载体中加入铝粉、无机玻璃、有机添加剂和拉力添加剂，搅拌均匀，再经过三辊研磨机研磨，使研磨后浆料细度达到12μm以下，调节浆料粘度至15-40Pa·s，即得到导电浆料。本专利技术中，所述玻璃粉的制备方法采用本领域技术人员常用的玻璃粉的制备方法，例如采用混合机将各组成玻璃粉的氧化物粉末混合均匀，转入刚玉坩埚或白金坩埚中，并置于高温炉中。将高温炉炉内升温至1200℃，保温1-2小时，水淬过滤得到玻璃颗粒，将玻璃颗粒装入球磨罐，用氧化锆球湿磨,球磨8小时，过滤后烘干，得到玻璃粉。本专利技术中有机载体的作用为金属粉体和起粘结作用的玻璃粉(或氧化物)的运载体，起着调节浆料粘度，控制浆料的流变性的作用。并使固态的各种粉体混合物分散成具有流体特性的浆料，以便于通过丝网印刷机高速、高精度地印刷到基体上，形成所需要的线条。其中改性淀粉衍生物具有优良的增稠作用，并且其在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜，烧结后膜层无裂缝出现，在高温下能够热分解逸出而无残留灰分。本专利技术中拉力添加剂可溶于常用的有机溶剂中，在高速搅拌下拉力添加剂很容易均匀的分散在固液混合的导电铝浆中。铝导电浆料是印刷在晶体硅太阳电池硅片的背面的，在原传统的全铝背场结构基础上，在铝背场和硅材料之间增加一层SiNx/Al2O3双层钝化层，从而形成背场钝化层，减少表面复合。通过激光开槽，背铝浆料与硅材料形成了局部BSF。而由于SiNx/Al2O3双层钝化层，浆料在烧结时无法形成良好的附着力，因此需要添加一定量的拉力添加剂来提高附着力。本专利技术至少包含以下有益效果：(1)采用本专利技术导电铝浆在烧结时，拉力添加剂可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用，从而使导电铝浆在不破坏背场钝化层的情况下形成拉力，从而降低后续组件工艺的次品率，提高电池的光电转化效率。(2)采用本专利技术铝浆料在烧结时，可以避免铝包、铝刺、铝珠、暗包等长大，从而避免此类等外观不良的形成，从而提升电池片的良品率。(3)本专利技术铝浆中的拉力添加剂烧结后含有-Si-O-Si-化学键。(4)本专利技术拉力添加剂物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述导电铝浆包括以下重量百分比的各组分：铝粉70‑80％，无机玻璃粉0.5‑5％，有机载体1‑15％，有机添加剂0.1‑10％，拉力添加剂0.1‑10％。

【技术特征摘要】
1.一种用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述导电铝浆包括以下重量百分比的各组分：铝粉70-80％，无机玻璃粉0.5-5％，有机载体1-15％，有机添加剂0.1-10％，拉力添加剂0.1-10％。2.如权利要求1所述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述拉力添加剂为正硅酸乙酯、硅树脂、梯形聚有机硅倍半硅氧烷、环梯形聚苯基硅倍半氧烷、聚苯基硅倍半氧烷梯型聚合物、双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)中的一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述拉力添加剂为重量比为1:2:1的正硅酸乙酯、聚苯基硅倍半氧烷梯型聚合物和双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)。4.如权利要求1所述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述拉力添加剂为重量比为1:2:2:1的梯形聚有机硅倍半硅氧烷、正硅酸乙酯、环梯形聚苯基硅倍半氧烷和双链梯形聚(1,3-二甲基-1,3-二氧二硅氧烷)。5.如权利要求1所述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述拉力添加剂的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入N-甲基吡咯烷酮30～50份、梯形氨基苯基硅倍半氧烷5～10份、4-氨基-1,8-萘二甲酸酐10～15份、正硅酸乙酯3～5份，搅拌，然后将体系密封，通入二氧化碳至40～60MPa、温度50～60℃下的条件下搅拌反应3～5小时，采用体积比为1:2的乙醇和环己烷进行沉淀，干燥沉淀，得到拉力添加剂。6.如权利要求5所述的用于背钝化太阳能电池的导电铝浆，其特征在于，所述干燥采用微波辐射干燥，其过程为：将沉淀放入石英干燥器中，然后置于微波辐射反应炉内；以50～100mL/min的速度通入氮气，打开微波辐射反应炉的开关，对沉淀进行微波辐射干燥处理，将干燥处理后的沉淀冷却至室温，得到拉力添加剂；所述微波辐射干燥处理的条件为：微波辐射频率为2450±50MHz，微波辐射单位功率为0.10～1.00w/g，微波辐射时间为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬波，左伟力，王红，曾国平，何毅，李运钧，
申请(专利权)人：四川银河星源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51