[发明专利]背抛光多晶太阳电池使用的铝浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，涉及一种铝浆，特别是一种背抛光多晶太阳电池使用的铝浆及其制备方法。

背景技术

近年来，随着传统能源的日益短缺，以晶体硅太阳能电池为代表的光伏产业得到了迅猛发展，它是直接将太阳能转化为电能的绿色环保型、可再生能源的半导体器件。晶硅太阳能电池基本上都采用将电子浆料通过丝网工艺印刷在晶硅的前后表面，经过烧结工艺形成电极和电场。常规多晶太阳电池由于陷光的需要，需在表面采用化学方法织构绒面，增加了表面积，通过对光的反射/吸收，降低反射率；但是，绒面的存在也产生了负面影响，绒面深凹的位置与背面铝浆会产生接触不良的现象。通过对硅片背表面进行抛光，使硅片背表面更加光滑，甚至达到镜面效果；背抛光后的硅片背面平整，一方面可以加强对透射光的反射，减小透光率，另一方面可以使铝浆与硅片表面接触更加充分，提高钝化效果，从而以提高太阳电池的开路电压和电流密度。晶体硅太阳能电池背场铝浆是太阳能电子浆料中的主要组成部分，用于晶体硅太阳能电池背表面电场的形成。

经检索，如中国专利文献公开了一种太阳电池用纳米铝浆及其制备方法【申请号：201110046368.8；公开号：CN102169739A】。这种太阳电池用纳米铝浆，其特征在于：由50～80重量份的铝合金粉、2～10重量份的无机粘结剂和20～40重量份的有机载体组成。

该专利中公开的铝浆虽然可广泛运用于晶体硅太阳电池，但是，该铝浆中的有机粘合剂含有低毒物质，制备过程中挥发严重，对人体危害性大，且污染环境；由于烧结温度较高，容易造成背场浆料机械强度不够，以致与基材的密合性下降，烧制后硅基材弯曲度大，形成电极层时背电场发生脱落，铝膜与硅基片之间无法形成良好的欧姆接触，光电转换效率低，因此，设计出一种背抛光多晶太阳电池使用的铝浆及其制备方法是很有必要的。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种背抛光多晶太阳电池使用的铝浆，该铝浆具有光电转换效率高的特点。

本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：背抛光多晶太阳电池使用的铝浆，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：铝粉60％-84％，有机粘合剂15％-35％，金属玻璃粉1％-10％，第一助剂0.5％-2％，各原料的质量百分比之和为100％。

采用以上组分，通过以铝粉为主要成分，又在其中添加了适量的有机粘合剂、金属玻璃粉和第一助剂，该无铅导电铝浆经丝网印刷工艺印刷在太阳电池的背面，在峰值温度为780-810℃的条件下，烧结1-2s后可形成强附着力、高可靠性的背电场，其耐热性能和耐烧结性能高，铝膜与硅片表面的密合性好，可使背电场不易脱落，光电转换效率高。

所述铝粉为球状铝粉，平均粒径为1-6μm，纯度为99.9-99.99％。

采用该结构，当平均粒径小于1μm时，容易造成铝粉在烧结过程中过早融化，使烧结铝膜过于致密，晶硅表面容易弯曲；当平均粒径大于6μm时，在烧结时铝粉不易融化，所形成的铝膜过于疏松，球形铝粉颗粒之间不能够充分接触，影响导电性能，从而影响太阳能电池的转化效率。

所述金属玻璃粉由以下质量百分比的原料组成：Bi₂O₃ 20-60％，ZnO 5％-15％，Al₂O₃ 15-30％，SiO₂ 10-25％，B₂O₃ 5-25％，IrO₂ 5％-15％。

由于硅的变形弯曲与玻璃的线膨胀系数有关，硅的线膨胀系数与玻璃的越接近，晶硅的表面弯曲度越小，使得铝浆在烧结后与晶硅表面的密合性越好，背电场越不易脱落；金属玻璃粉中加入了一定比例的Al和Zn元素，提高了铝浆的耐热性和烧结性能，使铝浆烧结后的铝膜对硅片的附着更加牢固，形成良好的欧姆接触，提高了电池的光电转换效率；并且金属玻璃粉中未加入Pb元素，制备过程中不会对人体造成伤害，环保性好；金属玻璃粉中加入了浸润性很好的IrO₂，通过调控IrO₂的用量使玻璃的线膨胀系数更加接近于晶硅，从而减少硅的弯曲变形，产品质量稳定。

所述有机粘合剂由以下质量百分比的原料组成：松油醇30％-50％，松节油5％-15％，丁基卡必醇醋酸酯5-20％，乙基纤维素15-35％，第二助剂0.5％-2％。