[发明专利]一种晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆及其制备方法。

背景技术

随着太阳能技术的飞速发展，降低太阳能电池的生产成本已成为目前太阳能电池行业研发的主要目标。其中，降低硅基片材的厚度是降低成本、节约材料的重要手段之一。但是，随着硅基片厚度的降低，电池片由于受到烧结过程中的应力作用，导致电池片的弯曲度增大，而最终造成电池组装过程中的电池片的碎片率大幅增加，造成生产成本的增加。

目前，解决电池片弯曲度的方法主要有减小玻璃粉的收缩率和减薄电池背电极的印刷厚度。但是，采用收缩率较低的玻璃粉，由于其软化点偏高、流动性和浸润性差，其对铝粉的保护能力不足，存在可导致铝背电极与硅基片附着力差、铝背电极表面电阻大、降低电池效率的缺陷；采用减薄电池背电极的印刷厚度，其背电场（BSF）形成效果受到影响，存在可导致电池导电性能降低、铝电极膜与硅基片间的接触电阻增大、造成开路电压及转换效率降低的缺陷。因此，需要提供既能同硅基片形成良好的背场效果、具有高的光电转换效率，又能缓解硅基片的弯曲应力的电池背电极形成用浆料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆，在不增加生产成本的前提下，它既能与硅基片形成良好的背场效果，有效提高电池片的光电转换效率，又能很好地抑制烧结后电池片的弯曲应力。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种晶体硅太阳能电池用背电极导电铝浆的制备方法，该方法能使铝粉在浆料中分散更加均匀。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆，所述导电铝浆的组分及其质量百分比为：铝粉 65～80%；有机载体 15～30%；无机玻璃粉 1～5%；添加剂 0.1～1%；偶联剂 0.1～5%；所述有机载体由聚合物与有机溶剂混合而成，其中聚合物的质量百分比含量为5～20%，有机溶剂的质量百分比为80～95%。

所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的任何一种。

所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的任何一种。

所述铝粉颗粒的平均粒径为2～8μm。

所述聚合物为乙基纤维素、醋酸丁基纤维素、羟基乙基纤维素、酚醛树脂中的一种或它们的混合物。

所述有机溶剂为二乙二醇丁醚、松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯中的一种或它们的混合物。

一种晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆的制备方法，它包括以下步骤：

a．铝粉的预处理：

将偶联剂加入到有机溶剂中，混合均匀后加入到铝粉中，搅拌，干燥，得到预处理的铝粉；

b.有机载体的制备：

将聚合物和有机溶剂混合并加热至聚合物完全溶解，得到有机载体；

c.将无机玻璃粉和有机载体加入到预处理后的铝粉中，混合均匀后加入添加剂进行搅拌，轧压，得到细度20μm以下、粘度为25-35Pa.S的晶体硅太阳能电池背电极用导电铝浆。

所述有机溶剂是甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一种。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1. 使用偶联剂对铝粉进行预处理后，偶联剂均匀地包覆在铝粉颗粒的表面，这样既可避免配方体系中铝颗粒的聚集以及聚合物的急剧稠化，又可提高聚合物对铝粉的润湿性，还可使铝粉与聚合物实现牢固键合，使铝粉颗粒更加均匀稳定地分散在有机载体形成的三维空间网状结构中；用此铝粉制得的铝浆经烧结后电池片的接触电阻小，转换效率高。

2. 偶联剂包覆在铝粉颗粒表面，增加了铝粉颗粒的抗氧化性，有利于铝浆烧结后电性能的提高。

3. 铝浆烧结过程中硅烷偶联剂产生的二氧化硅微粒，在铝粉颗粒上形成均匀分布的表面层，能显著降低颗粒间的粘结力，改善电池片的弯曲应力。 

4. 按照本发明方法获得的铝浆经烧结后能够在硅基片上形成太阳能电池所需的背场（BSF）效果，并且具有导电性能好、接触电阻低、开路电压与光电转换效率高、与硅基片的粘结强度高的优点，烧结后形成的铝电极膜表面光滑、不起灰、无铝珠。

具体实施方式