一种纳米铝浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米铝浆料及其制备方法和应用，属于太阳能电池纳米铝浆料技术领域。本发明专利技术所述纳米铝浆料包括下述质量百分比的组分：纳米铝粉65～75％、钒钡玻璃粉1～3％、有机粘合剂24～34％；所述纳米铝粉的D50为10～100nm，所述纳米铝粉的活性为70～75％。本发明专利技术采用特定活性和D50的纳米铝粉作为导电相，与钒钡玻璃粉进行复合制备纳米铝浆料，不仅有利于使浆料与硅片形成良好的欧姆接触，还能够减弱纳米铝浆料对激光开槽处钝化膜的腐蚀，有效降低了纳米铝浆料烧结后的激光开槽处的外扩。本发明专利技术所述纳米铝浆料能够减弱电池背面铝硅的反应程度，从而降低其复合电流密度，有利于提高晶体硅双面太阳能电池的性能。提高晶体硅双面太阳能电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米铝浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于太阳能电池纳米铝浆料
，具体涉及一种纳米铝浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)太阳能电池是在传统晶体硅太阳能电池基础上发展而来的一种新型太阳能电池，其中双面PERC太阳能电池还增加了背面受光的设计。在双面PERC太阳能电池的背面制作SiNx和Al2O3的钝化层，后经激光局部腐蚀钝化层。双面PERC太阳能电池可以实现正面和背面光电转换的叠加，增加电池的发电效率。在双面PERC太阳能电池背面的设计上，将铝浆印刷成栅线状，增加了背面对反射光的吸收，提高光电转化效率，并且铝浆烧结后只在局部区域形成铝硅反应和接触，其中局部接触点通过激光开槽制成，现在主流的激光点为圆形，直径在30～40微米，而印刷铝浆烧结后，由于铝硅的反应，激光点的尺寸会变大。现有的双面PERC太阳能电池铝浆，烧结后激光点直径会从原来的30～40微米扩大到50～70微米，并且在激光区域，铝硅界面的复合电流密度(J
0met
)大概在400fA/cm2～1000fA/cm2，会导致电池的电压下降。现有双面PERC太阳能电池的背面在烧结过程中，由于铝硅的反应导致激光点位置反应外扩，背面钝化膜被破坏，且电池产品较高的铝硅界面的复合电流密度都影响了双面PERC太阳能电池的效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种减小激光开槽处直径的外扩和降低背面铝硅的复合电流密度的纳米铝浆料。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种纳米铝浆料，包括下述质量百分比的组分：纳米铝粉65～75％、钒钡玻璃粉1～3％、有机粘合剂24～34％；
[0006]所述纳米铝粉的D50为10～100nm，所述纳米铝粉的活性为70～75％。
[0007]专利技术人在大量的研究中发现，相对于传统的微米级铝粉，采用本专利技术所述纳米级铝粉作为导电相制备的纳米铝浆料，不仅能够解决传统铝粉制备的浆料与硅片复合时表面存在较大的空隙的问题，有利于浆料与硅片形成更好的欧姆接触，还能够减弱激光点处的腐蚀，有效地控制双面PERC太阳能电池背面烧结后的激光点直径的外扩。另外，本专利技术的专利技术人通过调控纳米铝粉的活性和D50，能够减弱双面PERC太阳能电池背面的铝硅的反应，从而显著降低双面PERC太阳能电池背表面的复合电流密度，提高电池的开路电压，有效提高了双面PERC太阳能电池的效率。
[0008]另外，本专利技术所述纳米铝粉的活性通过氮氧分析仪测试铝粉的氧含量得到纳米铝粉的活性值。
[0009]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述纳米铝粉的D50为20～60nm。
[0010]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述纳米铝粉的D50为40nm。
[0011]本专利技术的专利技术人研究发现，本专利技术所述纳米铝浆料的纳米铝粉的D50为20～60nm时，通过添加特定含量的钒钡玻璃粉，能够进一步促进浆料与硅片形成更好的欧姆接触，降低纳米铝浆料在烧结过程中对钝化膜的腐蚀，还能够降低铝硅的复合电流密度，有利于提高电池的性能。尤其是当纳米铝粉的D50为40nm时，纳米铝浆料对激光开槽处的直径外扩更小，硅铝界面的复合电流密度更低。
[0012]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述纳米铝粉的活性为71～73％。
[0013]本专利技术的专利技术人研究发现，当纳米铝粉的活性在上述范围内，制备的纳米铝浆料能够更好地减弱激光开槽处的腐蚀和减弱背面铝硅的反应，能够使得烧结后激光开槽处的直径外扩更小，且使铝硅界面的复合电流密度更低，有利于提高双面PERC太阳能电池的效率；而对于活性较低的纳米铝粉，由于铝硅反应不充分，导致激光点位置复合变大；当纳米铝粉的活性较高，铝硅反应剧烈，激光外扩明显导致复合变大。
[0014]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述纳米铝粉的活性为71％。
[0015]本专利技术的专利技术人研究发现，当纳米铝粉的活性为71％，同时控制纳米铝粉的D50为40nm时，制备的纳米铝浆料能够进一步减弱纳米铝浆料在烧结过程中对钝化膜的腐蚀，使得激光开槽处的直径的外扩仅为2μm，还大大减弱了铝硅的反应，其铝硅界面的复合电流密度仅为120fA/cm2，更加提高了双面PERC太阳能电池的效率。
[0016]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述钒钡玻璃粉包括下述质量百分比的组分：氧化硼15～30％、五氧化二钒20～40％、氧化钡40～50％。
[0017]本专利技术的专利技术人在大量的玻璃粉对比研究中发现，采取本专利技术所述的特定组分和配比的钒钡玻璃粉，相比于其他组分的玻璃粉，不仅能够降低纳米铝浆料对双面PERC太阳能电池背面的钝化膜的腐蚀性，还能够促进铝硅金属复合，降低铝硅界面的复合电流密度。
[0018]作为本专利技术所述纳米铝浆料的优选实施方式，所述有机粘合剂包括下述质量百分比的组分：松油醇20％、丁基卡必醇60％、丁基卡必醇醋酸酯15％、乙基纤维素5％。
[0019]第二方面，本专利技术还提供了上述纳米铝浆料的制备方法，包括以下步骤：称量纳米铝粉、钒钡玻璃粉和有机粘合剂，混合均匀，轧制，得到所述纳米铝浆料。
[0020]作为本专利技术所述纳米铝浆料的制备方法的优选实施方式，所述轧制工艺为：将混合物料转移至辊轧机中，控制辊筒速度为350～400rpm，出料速度为18kg/min，反复轧制6次，得到纳米铝浆料。
[0021]第三方面，本专利技术还提供了上述纳米铝浆料在制备晶体硅双面太阳能电池中的应用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023](1)本专利技术采用特定活性和D50的纳米铝粉作为导电相，与钒钡玻璃粉进行复合制备纳米铝浆料，不仅有利于使浆料与硅片形成良好的欧姆接触，还能够减弱纳米铝浆料对激光开槽处钝化膜的腐蚀，有效降低了纳米铝浆料烧结后的激光开槽处直径的外扩；
[0024](2)本专利技术所述纳米铝浆料能够减弱双面PERC太阳能电池背面铝硅的反应程度，大大降低了背面铝硅的复合电流密度，从而有利于提高晶体硅双面太阳能电池的性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术所述纳米铝浆料的铝硅界面的复合电流密度的测试方法。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例及附图，对本专利技术的技术方案作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例所使用的方法或操作，如无特别说明，均为本领域的常规方法或常规操作。
[0027]实施例1
[0028]本专利技术纳米铝浆料的一种实施例，本实施例所述纳米铝浆料包括以下质量百分比的组分：纳米铝粉68％、钒钡玻璃粉2％和有机粘合剂30％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米铝浆料，其特征在于，包括下述质量百分比的组分：纳米铝粉65～75％、钒钡玻璃粉1～3％、有机粘合剂24～34％；所述纳米铝粉的D50为10～100nm，所述纳米铝粉的活性为70～75％。2.如权利要求1所述的纳米铝浆料，其特征在于，所述纳米铝粉的D50为20～60nm。3.如权利要求2所述的纳米铝浆料，其特征在于，所述纳米铝粉的D50为40nm。4.如权利要求1所述的纳米铝浆料，其特征在于，所述纳米铝粉的活性为71～73％。5.如权利要求4所述的纳米铝浆料，其特征在于，所述纳米铝粉的活性为71％。6.如权利要求1所述的纳米铝浆料，其特征在于，所述钒钡玻璃粉包括下述质量百分比的组分：氧化硼15～30％、五氧化二钒20～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：马进，陈金，陈理朝，丁姝媛，
申请(专利权)人：无锡市儒兴科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：