[发明专利]一种局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆，同时，本发明还涉及所述浆料的制备方法。

背景技术

太阳电池是将太阳辐射直接转换成电能的一种器件，衡量其性能的一个重要参数就是转换效率，即单位面积上输出能量和输入能量的比值。提高太阳电池转换效率主要从两个方面进行：一是光学方面，通过各种手段不断提高太阳电池对入射光的吸收，以产生更多的光生载流子；另外一个是电学方面，尽量减少光生载流子在电池体内及表面处的复合，同时减少各种电阻损耗，使更多的电能能输出到外部负载。

局部铝背场结构（Passivated Emitter and Rear Cell，简称PERC））晶体硅太阳电池是高效电池的一种。早期，新南威尔士大学的Blakers等人报到了效率为22.8%的此类电池，其背表面采用热氧化的SiO₂钝化，背表面电极采用点接触形式。局部铝背场结构晶体硅太阳电池的背面镀有钝化膜，钝化膜上一般通过激光烧蚀等手段穿孔或开槽（开槽宽度一般为30~50μm，间距为1mm左右），将铝浆印刷于钝化膜上，铝浆只在穿孔或开槽处与硅基底接触，背电场为点或线接触引出。这样既保持了背面场效应，同时减少了背面金属接触面积，使金属与半导体界面的高复合速率区域大大减少，由于背面浓掺杂区域的面积减少（一般浓区面积仅占全背面积的1-2%），也大大降低了背面的表面复合。尽管局部铝背场结构增加了串联电阻，填充因子FF 也有所下降，但电池片的开路电压Voc和短路电流密度Jsc均有所提高，综合效果仍使转换效率提高0.8-1.2%。

基于上述优势，局部铝背场结构越来越受到国内外电池片厂家的重视。随着各项配套工艺设备的不断发展与完善，局部铝背场晶体硅太阳电池产业化趋势已很明了。局部铝背场结构的太阳电池对导电铝浆也提出了更高的要求，常规铝浆的腐蚀性太强，会对电池表面的钝化膜造成严重的破坏；且常规铝浆不能很好地填充钝化膜上的穿孔或开槽，无法与硅基底形成良好的欧姆接触，即与钝化膜窗口接触较差。因此，开发一种适合局部铝背场结构太阳电池的铝浆是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于局部铝背场晶体硅太阳电池的专用铝浆，该新型结构电池具有较高的光电转换效率。

本发明的另一目的在于提供一种局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆的制备方法。

本发明提供的局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆，由以下质量份配比的原料制成：70-80份的铝粉，0.05-3份的无机粘合剂，20-30份的有机粘合剂，1-5份的添加剂。

优选地，所述铝粉为类球形铝粉，纯度大于99.90%，平均粒度2.0-6.0μm。 

更为优选地，所述的无机粘合剂由以下质量份配比的原料制成：SiO₂ 5-15份，B₂O₃ 5-20份，Al₂O₃ 1-6份， Bi₂O₃或PbO35-55份，ZnO 5-20份，TiO₂ 1-3份和ZrO₂ 1-3份。

所述有机粘合剂由以下质量份配比的原料制成：乙基纤维素4-10份，酚醛树脂0.5-3份，二乙二醇单丁醚5-15份，松油醇35-45份，醇酯十二3-10份，丁基卡必醇醋酸酯25-40份组成。

所述添加剂为各种市售分散剂和/或流平剂等。

本发明提供的一种局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆的制备方法，包括以下步骤：

（1）有机粘合剂的制备：将组成有机粘合剂的原料在反应釜内溶解，得到均一、透明的有机粘合剂；

   （2）无机粘合剂的制备：将组成无机粘合剂的原料混合均匀后，装入瓷坩埚中，在数显鼓风干燥箱中干燥后，放入高温炉中熔炼，水淬后烘干，然后球磨至8μm以下，烘干得到无机粘合剂；

  （3）铝浆的制备：将所述铝粉、无机粘合剂、有机粘合剂和添加剂混合均匀，然后使用三辊研磨机进行研磨分散至细度＜20μm，粘度15000-30000mPa·S，得到方阻<60mΩ/□的局部铝背场晶体硅太阳电池专用铝浆产品。

上述制备方法中，所述步骤（1）中反应釜内的溶解温度为80-120℃；所述步骤（2）中数显鼓风干燥箱中的干燥温度为135±10℃，干燥时间为1-3h，高温炉中的熔炼温度为900-1100℃，熔炼时间为50-90分钟。