[发明专利]环保无毒晶体硅太阳能电池背电场浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池背电场浆料及其制备方法，特别是一种环保无毒晶体硅太阳能电池背电场浆料及其制备方法。

背景技术

能源问题已经成为全球经济发展的热点和难点，太阳能是极富发展前景与潜力的能源，近2年来，太阳能源的利用正以每年50%以上的速度高速增长，其中太阳能电池是太阳能转化为电能的重要器件，目前光伏发电中仍是以晶体硅太阳能电池为主，占据整个市场份额的90%左右。而背电场浆料是晶体硅太阳能电池背电极的重要材料，它可通过蒸镀、溅射和丝网印刷等方法，在晶体硅太阳能电池的硅片背面形成稳固的、低欧姆接触电阻的背电极栅线。近2年背电场浆料国内年使用量已达160吨左右，而且产销量均快速增长。但是，由于这些浆料普遍存在含Pb等有毒物质，对环境的污染越来越大，对光伏产业的持续发展产生了一定的影响。专利申请公布号为CN102024856 A公开了一种环保型晶体硅太阳能电池背电场银铝浆料及其制备方法，该专利申请提出了一种不含欧盟RoHS指令所禁止的六项物质的太阳能电池背电场浆料及其制备方法，但是该专利申请存在以下缺点：（1）、电池背电场强度弱，电池光电转换效率不高；（2）、粘结料的制备过程是在900-1200℃的条件下进行，同时保温时间为30-60分钟，而且最终制备的浆料平均粒度≤10μm；由于浆料的制备过程中温度偏高，且保温时间较长，这些高温环节将导致太阳能电池电学性能降低或增幅不明显；此外，制得的浆料粒径较粗也会对光线的吸收或反射有所影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种含硼的环保无毒型晶体硅太阳能电池背电场浆料及其制备方法，以解决上述现有技术中存在的对环境污染大、电池光电转换效率不高、电池电学性能降低的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种环保无毒晶体硅太阳能电池背电场浆料，该浆料的组成成份及重量百分比为：纳米硼导电粉20～50%，铝导电粉35～65%；有机载体：8～16%；粘结料：0.5～6%；溶剂：2～15%；分散剂：0.2～2.2%，上述各组成成份的重量总和为100%。

本发明的进一步技术方案是：所述的纳米硼导电粉为粒径＜100nm的纯纳米硼；铝导电粉的粒径为＜1.0μm。

    所述的有机载体是按重量百分比将30～40%的乙基纤维素树脂溶解于60～70%的有机溶剂中而成。

    所述的有机载体中的有机溶剂为丙二醇丁醚与松油醇按照重量百分比为1：1比例混合而成。

    所述的粘结料均为纳米氧化物，该粘结料的组成成份及重量百分比为：

    B₂O₃（氧化硼）：25～35%， Bi₂O₃（氧化铋）：35～55%， Al₂O₃（氧化铝）：0～5%， SiO₂（二氧化硅）：0.05～5%， TiO₂（二氧化钛）：0～5%， NiO（氧化镍）：0.05～4%， ZnO（氧化锌）：15～35%， Ga₂O₃（氧化镓）：0.5～10%，La₂O₃（氧化镧）：0.05～3%， CeO₂（二氧化铈）：0.5～6%；

    上述粘结料的组成成份的重量总和为100%。

    所述的B₂O₃的粒径≤80nm，Bi₂O₃的粒径≤80nm，Al₂O₃的粒径≤20nm，SiO₂的粒径≤30nm，TiO₂的粒径≤35nm，NiO的粒径≤30nm，ZnO的粒径≤30nm，        Ga₂O₃的粒径≤80nm，La₂O₃的粒径≤40nm，CeO₂的粒径≤20nm。

    所述的溶剂为选自对苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二庚脂、邻苯二甲酸二异癸脂、邻苯二甲酸二异辛脂中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。

所述的分散剂为氧化聚乙烯蜡。

本发明的另一技术方案是：一种环保无毒晶体硅太阳能电池背电场浆料的制备方法，该方法包括以下步骤：