[发明专利]一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法

说明书

一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆，组分包括：铝粉、松油醇、柠檬酸三丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素、玻璃粉、触变剂、流平剂、偶联剂，并且发明中还提供了这种电池背场铝浆的制备方法。本发明提供了一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法，本发明中调配了不同粒径的铝粉，使用了一定含量的超细铝粉，有效填充硅基片背表面的倒金字塔形凹陷以及大颗粒铝粉堆积所形成的孔洞，从而形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉SiO₂‑BaO‑MgO‑B₂O₃‑Bi₂O₃共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。

技术领域

本发明属于太阳能电子技术领域，具体涉及一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法。

背景技术

硅太阳能电池是以晶体硅为基体材料，通过光生伏特效应将太阳能直接转化为电能的器件。硅太阳能电池铝浆是生产硅太阳能电池的关键基础材料，硅太阳能电池用铝浆主要由金属铝粉、玻璃粉末、有机载体和改性剂等原料按一定的比例组成。铝粉作为导电相，玻璃作为粘结相，它们均匀地分散在有机载体中。与普通电子封装用浆料不同，太阳能电池电极用浆料除了要求导电良好,还要与硅这种半导体材料形成良好的欧姆接触，这样才能起到提高光电转换效率的作用。Ni，Al，Zn，Sb等金属可以与半导体形成欧姆接触，有报道称锌浆可以作为一种良好的欧姆接触材料。铝作为价格相对便宜的贱金属，非常适合作为背面金属化所用的金属材料。铝-硅合金共融体促进了铝背场(BSF)的形成,同时金属铝与硅可以形成欧姆接触。研究表明，铝粉的颗粒大小、粉粒形态和浆料里铝粉所占比例等因素对浆料的电性能有很大影响。颗粒较小的铝粉的比表面积较大,经烧结后形成的电极表面致密、光洁。也有研究表明，对铝粉表面改性或是掺入部分其他金属粉料，能对电池性能改进起到积极作用。

现有的硅太阳能电池的背电极浆料通常使用平均粒径在2-10μm的球形铝粉，印刷厚度为20-25μm，如果要抑制薄型硅基片的弯曲，就必须降低背电极的印刷厚度。但电极厚度降低，背电场(BSF)的形成会受到影响。因此，如何优化导电相铝粉的粒径级配，以研制出既能减少硅基片弯曲，同时又能与硅基片接触紧密、提高光电转换效率等性能的电极浆料是行业追求的目标。

专利CN106251930中提供了一种用于电池片背电场的抗撕拉铝浆，所述抗撕拉铝浆成分包括：铝粉、玻璃粉和有机载体，其中玻璃粉为SiO₂-BaO-ZnO-B₂O₃-BiO₃；专利CN201510719537也提供了一种晶体硅太阳能电池用铝浆及其制备方法，组分包括通用铝粉、纳米铝悬浮液、无机粘结剂、有机粘结剂和无机填料，其中无机粘结剂为三氧化二铋、二氧化硅、氧化锌、三氧化硼中的一种或几种。在本发明我们改进了现有的铝粉和玻璃粉无机粘结剂材料，调配不同粒径的铝粉，其中使用一定含量的超细铝粉，有效填充硅基片背表面的倒金字塔形凹陷以及大颗粒铝粉堆积所形成的孔洞，从而形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉SiO₂-BaO-MgO-B₂O₃-Bi₂O₃共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法，调配了不同粒径的铝粉，使用了一定含量的超细铝粉，形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉SiO₂-BaO-MgO-B₂O₃-Bi₂O₃共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆，包括以下重量份材料：