一种太阳能电池背电极的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能电池背电极的制备方法，属于太阳能电池领域。
【背景技术】
[0002] 晶体硅太阳能电池占据了光伏电池市场量的80%以上的份额，并且有望成为未来 电力供应的主要支柱。
[0003] 传统制备晶体硅太阳能电池电极的方法为金属化工艺，具体为：将多晶硅片制绒、 制PN结、镀减反射膜后，先采用丝网印刷背面银浆，然后烘干，在背面银浆余下背光面部 分，印刷背场铝浆，烘干后，再在向光面印刷正面银浆，经过隧道炉烧结后，得到具备铝背 场、银背电极线和正面电极线的太阳能电池片，该工艺简单成熟。但是，该方案所采用浆料 均使用含银导电浆料，因此，其材料成本相对较高。
[0004] 面对传统工艺的如上缺陷，如何采用非银材料作为太阳能电池的导电电极，并保 持良好的导电、附着力及焊接等性能，成为当前太阳能电池电极研究的热点。
[0005] 中国专利文献CN102248243A和CN102969406A分别公开了一种用于焊料涂覆的方 法和装置，采用非银金属丝作为焊丝，焊头加热时，焊丝成为熔融状态的金属液，所述熔融 状态的金属液在超声波所施加的超声振动作用下涂覆到太阳能电池铝背场表面，由涂覆带 形成太阳电池的背电极。实践表明，由该涂覆带形成的背电极，相比传统的印刷银电极，该 涂覆带与铝背场的附着强度高，与光伏焊带的焊接性能好。但该方法需要专门设计的超声 波设备，设备成本增加；并且，在采用该方案进行涂覆时，金属丝熔融后，超声波通过熔融状 态的金属液作用到太阳能电池硅片上，超声振动很容易造成硅片的破碎或隐裂。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的晶体硅太阳能电池背电极 的制备方法成本高且硅片破碎或者隐裂率高的缺陷，从而提供一种成本低、硅片破碎及隐 裂率低且背电极与铝背场的附着力强的太阳能电池背电极的制备方法。
[0007] 为此，本发明提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括以下步骤： SlO :在太阳能电池的铝背场表面形成若干条由钎焊剂形成的钎焊剂带；S20 :通过钎 焊的方式将非银金属焊丝粘附在被所述钎焊剂带覆盖的铝背场表面形成若干条焊料带，所 述焊料带冷却后形成背电极。
[0008] 钎焊时，所述钎焊剂带与焊头间有间隙，所述非银金属焊丝在所述间隙内被所述 焊头加热至熔融状态，熔融状态的非银金属在所述焊头的带动下沿着所述钎焊剂带移动以 在所述铝背场表面形成所述焊料带。
[0009] 所述钎焊剂为三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂。
[0010] 所述三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂包括如下质量份的组分：氟硼酸盐5. 0-30质量 份，有机粘接剂3. 0-25质量份，三乙醇胺60-95质量份。
[0011] 氟硼酸盐为氟硼酸锌、氟硼酸铵、氟硼酸镉中的一种或几种的混合物。
[0012] 所述有机粘接剂为乙基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、酚酮 树脂、酚醛环氧树脂或聚酮树脂中的一种或几种的混合物。
[0013] 所述钎焊剂带的宽度为5. (T20mm，厚度为2. 0-40μπι。
[0014] 所述钎焊剂带的宽度为8. (Tl2mm，厚度为5. 0-20 μ m。
[0015] 所述钎焊剂带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘形 成间隔d，d为5. 0~20mm。
[0016] 在所述铝背场的表面形成若干条相互平行的所述焊料带。
[0017] 所述焊料带的宽度 < 所述钎焊剂带的宽度。
[0018] 所述焊料带的宽度为2. (TlOmm，厚度为0· 2~20μπι。
[0019] 所述焊料带的宽度为2.(T5.0mm，厚度为1·0-5·0μπι。
[0020] 所述非银金属焊丝为纯锡或者锡合金。
[0021] 所述锡合金为锡锌合金、锡锌秘合金或锡锌秘铺合金的一种。
[0022] 所述非银金属焊丝的直径为0. 2~2. O mm。
[0023] 所述非银金属焊丝的直径为0. 8~1. Omm。
[0024] 进料时，所述非银金属焊丝与所述铝背场表面形成的夹角Y为30-60°。
[0025] 在所述步骤SlO中，采用喷枪喷涂的方式将含有钎焊剂的钎焊剂溶液精细喷涂到 所述铝背场表面形成所述钎焊剂带。
[0026] 所述钎焊剂溶液通过将三乙醇胺加热到5(T60°C，再将有机粘结剂加入其中，最后 加入氟硼酸盐，搅拌〇. 5~2h，使其充分溶解制得。
[0027] 所述喷枪的喷嘴直径为5. 0-50 μ m，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的垂直 距离hiSZ.CTSOmm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60-90°。
[0028] 所述焊头为电烙铁的焊头，所述电烙铁的焊头具有面向所述铝背场表面的斜面， 所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h 2为0. 1~2. Omm，所述斜面与所述铝背场 表面形成的夹角β为5. 0-30°，所述电烙铁的焊头在与其行进方向相垂直方向上的宽度w 为 3. 0^1 Omnin
[0029] 所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h2为0. 2~1. Omm，所述斜面与铝 背场表面形成的夹角β为1〇~20°。
[0030] 所述焊头的加热温度为30(T500°C。
[0031] 本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法具有以下优点： 1.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，首先采用钎焊剂在铝背场的表面形成 钎焊剂带，然后以钎焊的方式在钎焊剂带的表面形成非银金属材料的焊料带，不但避免了 银的使用，降低了成本，还避免了使用超声波振动装置，减少了硅片的破碎或隐裂。
[0032] 2.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，通过使用钎焊剂破除铝背场表面 的氧化铝膜，使铝背场表面露出新鲜的金属铝，再通过简单的钎焊方式，将后续进料的非银 金属丝(焊料）在焊头的加热作用下熔融，熔融液与金属铝发生融合，覆盖在金属铝上面的 钎焊剂此时受热全部挥发，使得熔融状态的焊料很好的粘附在所述铝背场的表面，不但避 免了银的使用，降低了成本，并且避免了使用超声波振动装置，使用本发明的制备方法制备 的背电极与铝背场的附着强度明显提高，成品太阳能电池的破片和裂纹明显降低，大大提 高了太阳能电池的质量，含有利用本发明提供的制备方法制备的背电极的太阳能电池，破 片及隐裂率低，背电极与铝背场的附着力强，与光伏焊带的焊接性能也好，平均光电效率符 合要求，电极的制作成本低。
[0033] 3.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，所述钎焊剂为三乙醇胺-氟硼酸 盐型钎焊剂，所述钎焊剂包括如下质量份的组分，含氟硼酸盐5. 0-30质量份，有机粘接剂 为3. 0-25质量份，三乙醇胺60-95质量份。所述氟硼酸盐为氟硼酸锌、氟硼酸铵、氟硼酸镉 中的一种或几种的混合物；有机粘接剂为乙基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂、环 氧树脂、酚醛环氧树脂、醛酮树脂、聚酮树脂的一种或几种的混合物。上述成分的钎焊剂能 够更好的破除铝背场表面的氧化铝膜，并且不会损坏铝背场表面的品质，使得所述焊料带 能够更好的粘附在所述铝背场的表面，提高粘附强度。
[0034] 4.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，所述钎焊剂采用以下方法制备， 将三乙醇胺加热到5(T60°C，再加入有机粘结剂，最后加入氟硼酸盐，搅拌0. 5~2h，充分溶 解后得到所述钎焊剂溶液。形成的所述钎焊剂溶液，便于通过喷涂的方式均匀喷涂到铝背 场的特定位置，形成品质更均匀的若干条钎焊剂带，提高了整个晶体硅太阳能电池背电极 的品质；并且上述钎焊剂也便于在后续形成焊料带过程中的挥发。
[0035] 5.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，对钎焊剂带的宽度、厚度进一步 进行了优化，对太阳能电池的性能进行了进一步提高，钎焊剂带太厚易造成钎焊剂在后续 加热状态下，有机物挥发残留过多，会对焊料与铝背场的焊接强度及电池的接触电阻造成 不利影响；太薄可能不足以去除氧化铝膜，可能影响焊料与铝背场的焊接强度。本发明优选 形成的钎焊剂带的宽度为5. (T20mm，进一步优选宽度为8. (Tl2mm，优选厚度为2. 0-40 μ m， 进一步优选厚度为5.