[发明专利]一种太阳能电池用铝导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池用原料，更具体涉及一种晶体硅太阳能电池用铝导电浆料及其制备方法。

背景技术

铝导电浆料属于电子信息材料之一，同时也是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料，在该电池材料成本中占有相当的比重。硅太阳能电池是一种取之不竭的绿色环保可再生能源，当前国际研究非常活跃。铝浆的成分组成、制作、印刷以及烧结工艺都对太阳能电池的性能有着很大的影响。随着行业的技术发展，硅太阳能电池的光电转化效率也越来越高。如何在保证烧结后的基本性能满足行业要求的条件下，尽可能多的在铝浆方面提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率，成为该类浆料研究的核心问题。

通常的硅基太阳能电池铝导电浆料的主体组分为球形金属铝粉，而球形铝粉外围通常包裹有一定厚度的氧化铝薄层；而现有技术中，太阳能电池用铝导电浆料的烧结工艺通常为：采用200~325目的丝网，将浆料印刷在单晶或多晶硅太阳能电池的背光面上，烘干温度为150℃，烘干3~5分钟，再入隧道炉烧结，预热温度为200~400℃，时间为30~60秒，峰值温度为880~950℃，时间为1~6秒；在这样的烧结温度与时间下，由于玻璃粉的熔蚀作用，球形铝粉外面包裹的氧化铝层部分破裂，铝单质流出，铝粉颗粒之间相互接触而提供电子传输的通道，同时，铝单质扩散入硅片之间形成硅铝合金层；因为高于硅铝共晶点的时间一般很短（5~8秒钟），铝粉颗粒之间无法完全熔融形成均匀密实的金属铝层，铝粉与硅层之间形成的硅铝层也可能存在缝隙或空洞，这样就增大了铝背场的接触电阻，从而造成了电池光电转化效率的降低。通常，也不能以大幅度提高烧结的温度或时间来改善硅铝层的状况，因为这样可能导致铝珠或铝疱的形成。

发明内容

本发明为解决现有技术中太阳能电池用铝导电浆料烧结温度较高时间较长，形成的铝膜方块电阻较高，制得的太阳能电池光电转换效率不够高的技术问题，提供一种新型的太阳能电池用铝导电浆料。

本发明提供一种太阳能电池用铝导电浆料，包括铝粉、无机粘结剂、有机载体，还包括金属粉添加剂，其中，金属粉添加剂为铅粉和/或铋粉。

本发明还提供一种制备本发明所提供太阳能电池用铝导电浆料的方法，包括配制有机载体，制备无机粘结剂，再将有机载体、无机粘结剂、铝粉、金属粉添加剂混合、研磨。

本发明的发明人意外发现，在太阳能电池用铝导电浆料中添加铅和/或铋金属粉末后，制备太阳能电池时，铝导电浆料的烧结温度明显降低，由此铝导电浆料制得的太阳能电池的光电转换效率也明显提高。推测其原因为：铅和/或铋金属粉末的熔点都低于金属铝的熔点，在烧结温度还未达到硅铝合金的共晶温度时，低熔点金属粉末首先熔化，并且，因为该类金属具有很好的流动性，这样它就可以填充在铝粉颗粒之间以及铝粉和硅片之间的“空洞”，形成较厚以及均匀致密的硅铝合金层，并且得到的硅铝层光滑、附着力良好，同时也可降低铝膜的方块电阻，达到提高太阳能电池光电转换效率的目的。而且，铅和/或铋金属粉末可与铝或硅形成合金，能在铝粉之间或铝粉和硅片之间起到一定的粘接作用，因此能替代一部分玻璃粉，降低玻璃粉的用量，从而更进一步降低铝背场的串联电阻，使太阳能电池的光电转换效率进一步提高。另外，在太阳能电池用铝导电浆料中添加铅和/或铋金属粉末，还可在较低的温度下，促使硅铝之间形成硅铝合金层，从而降低铝浆烧成的温度，使导电铝浆料的烧结峰值温度处在780~850℃之间，比以往铝浆料的烧结温度要低许多，大大节约了能耗。

本发明提供一种太阳能电池用铝导电浆料，一方面可进一步降低烧结温度，节约能耗，另一方面可以改善铝粉与铝粉颗粒以及铝粉和硅片之间的欧姆接触，形成均匀致密的硅铝合金层，降低铝膜的方块电阻，以达到提高太阳能电池光电转换效率的目的。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种太阳能电池用铝导电浆料，包括铝粉、无机粘结剂、有机载体，还包括金属粉添加剂，其中，金属粉添加剂为铅粉和/或铋粉。