一种太阳能电池用铝浆的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了一种太阳能电池用铝浆的制备方法，属于太阳能电池制造技术领 域。
【背景技术】
[0002] 单晶硅太阳能电池，是以高纯的单晶硅棒为原料的太阳能电池，是当前开发得最 快的一种太阳能电池。它的构造和生产工艺已定型，产品已广泛用于空间和地面。近5年 来，中国光伏电池产量年增长速度为1-3倍，光伏电池产量占全球产量的比例也由2002年 1. 07%增长到2008年的近15%。总体来看，中国太阳能电池的国际市场份额和技术竞争力 大幅提高。在产业布局上，中国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环 渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。
[0003] 理论上单晶硅太阳电池的最高光电转换效率为30%，多晶硅太阳电池的最高效率 为24%。目如，单晶娃太阳电池的最尚转换效率在实验室里已有了很大提尚，为24. 7%，接 近最高效率值。而多晶硅太阳电池由于存在很多的晶界，这些晶界所形成的复合中心，导致 了多晶硅的光伏转换效率还远远低于单晶硅，光电转换效率为19. 8%。工业化生产时效率 低于实验室效率，目前太阳能工业化生产效率单晶硅彡17%、多晶硅彡16%。太阳能电池 的理论效率与入射光能转变成电流之前的各种可能损耗的因素有关，其中，有些因素由太 阳能电池的基本物理决定的，有些则与材料和工艺相关。从提高太阳能电池效率的原理上 讲，应该以下几方面着手：
[0004] 1.减小太阳能电池薄膜光反射的损失；2.降低PN结的正向电流；3. PN结的空间 电荷区宽度减小，并减少空间电荷区的复合中心；4.提高硅晶体中少数载流子寿命，即减 小重金属杂质含量和其它复合中心的杂质，晶体结构缺陷等；5.采取太阳能电池硅晶体区 厚度和其它结构参数。
[0005] 为了输出硅太阳电池的电能，必须在电池上制作正、负两个电极。电极就是与电 池 p-n结两端形成紧密欧姆接触的导电材料。习惯上把制作在电池光照面的电极称为上电 极，把制作在电池背面的电极称为下电极或者背电极。上电极为负极，选用银浆作为阴极浆 料印刷烧结而成。下电极为正极，由铝浆和银铝浆组成，其中铝浆即为硅太阳电池用阳极浆 料。
[0006] 铝背场的形成通常采用合金法来制作的，它的形成可以概括为以下：
[0007] (1)将铝浆印刷在硅的表面。（2)将沉积好的硅片放进峰值温度超过577°C (铝硅 合金共熔温度）的链式烧结炉里进行烧结。当温度低于577°C时，铝硅不发生作用，当温度 升到共晶温度577°C时，在交界面处，铝原子和硅原子相互扩散，随着时间的增加和温度的 升高，硅铝熔化速度加快，最后整个界面变成铝硅熔体，在交界面处形成组成为11 3%硅原 子和88. 7%铝原子的熔液。
[0008] 实际生产需求的是电性能高和工艺适应强的铝浆，而实际生产中铝浆存在以下主 要问题：电性能方面：开路电压低、短路电流小、串联电阻大，从而使转换效率低；工艺性方 面：成膜不致密、开裂、灰化、铝珠、翘曲等。特别是翘曲已成了一个铝浆生产的难题。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是：提供一种可以制备低翘曲、高转化率太阳能电池用的铝衆，采用 的技术方案是：
[0010] 一种太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：
[0011] 第1步、按重量份计，取丙烯酸树脂20~30份、二甲酚树脂10~15份、环氧树脂 30~40份、乙二醇-丁醚3~5份、二乙二醇一乙醚1~3份、过硫酸胺丁氧基乙酯1~3 份、二甲基聚硅氧烷1~3份、1，3-丙二硫醇1份、有机溶剂50~70份、磷酸钾1~5份， 混合均匀，升温至50~70°C，保温1~2小时，放冷，得到混合溶剂；
[0012] 第2步、按重量份计，取铝粉40~50份、氧化锌晶须4~7份，混合均匀后，研磨 至平均粒径在300~800微米，得到混合粉体；
[0013] 第3步、将混合溶剂加热至40~50°C后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在 搅拌机上以800~1200rpm的转速进行搅拌，30~60分钟，然后在三辑研磨机上进行研磨， 至浆料细度< 20 μ m，即可。
[0014] 有益效果：本发明提供的单晶硅太阳能电池用铝浆制备出太阳能电池后，其翘曲 率小，转化率高。其光电转换效率可以达到17. 9%以上，电池片的翘曲度mm可以控制在 I. 40mm 以下。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1
[0016] 一种太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 第1步、取丙烯酸树脂20Kg、二甲酚树脂10Kg、环氧树脂30Kg、乙二醇-丁醚3Kg、 二乙二醇一乙醚lKg、过硫酸胺丁氧基乙酯lKg、二甲基聚硅氧烷lKg、l，3-丙二硫醇lKg、有 机溶剂50Kg、磷酸钾lKg，混合均匀，升温至50~70°C，保温1~2小时，放冷，得到混合溶 剂；
[0018] 第2步、取铝粉40Kg、氧化锌晶须4Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在300~800 微米，得到混合粉体；
[0019] 第3步、将混合溶剂加热至40°C后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅 拌机上以SOOrpm的转速进行搅拌，30分钟，然后在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度 < 20 μπι，即可。
[0020] 所述的有机溶剂是松油。所述的铝粉的平均粒径范围是500~1000微米。
[0021] 实施例2
[0022] 一种太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：
[0023] 第1步、取丙烯酸树脂30Kg、二甲酚树脂15Kg、环氧树脂40Kg、乙二醇-丁醚5Kg、 二乙二醇一乙醚3Kg、过硫酸胺丁氧基乙酯3Kg、二甲基聚硅氧烷3Kg、l，3-丙二硫醇lKg、有 机溶剂50Kg、磷酸钾1~5Kg，混合均匀，升温至50~70°C，保温1~2小时，放冷，得到混 合溶剂；
[0024] 第2步、取铝粉40~50Kg、氧化锌晶须4~7Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在 300~800微米，得到混合粉体；
[0025] 第3步、将混合溶剂加热至40~50°C后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在 搅拌机上以800~1200rpm的转速进行搅拌，30~60分钟，然后在三辑研磨机上进行研磨， 至浆料细度< 20 μ m，即可。
[0026] 所述的有机溶剂是松油醇。所述的铝粉的平均粒径范围是500~1000微米。
[0027] 实施例3
[0028] 一种太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤：
[0029] 第1步、取丙烯酸树脂25Kg、二甲酚树脂12Kg、环氧树脂35Kg、乙二醇-丁醚4Kg、 二乙二醇一乙醚2Kg、过硫酸胺丁氧基乙酯2Kg、二甲基聚硅氧烷2Kg、l，3-丙二硫醇lKg、有 机溶剂60Kg、磷酸钾3Kg，混合均匀，升温至60°C，保温2小时，放冷，得到混合溶剂；
[0030] 第2步、取铝粉45Kg、氧化锌晶须5Kg，混合均匀后，研磨至平均粒径在500微米， 得到混合粉体；
[0031] 第3步、将混合溶剂加热至45°C后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅 拌机上以1000 rpm的转速进行搅拌，40分钟，然后在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度 < 20 μπι，即可。
[0032] 所述的有机溶剂是丁基卡必醇。所述的铝粉的平均粒径范围是500~1000微米。
[0033] 性能试验
[0034] 印刷电池片并测试相关性能：200X200mm(厚度180±20 μπι)单晶硅片，用250目 丝网印刷上述铝浆，干燥后印刷贺利氏9235正银，经烘干、隧道烧结炉共烧结（峰值温度 780°C，620°C以上5. 8s)后测试相关性能。以专利CN 101728439Α中公开的铝浆作为对照。
[0037] 从表中可以看出，本发明提供的错衆在制备完成单晶娃太阳能电池后，其光电转 换效率可以达到17. 9%以上，电池片的翘曲度mm可以控制在I. 40mm以下。
【主权项】
1. 一种太阳能电池用铝浆的制备方法，包括如下步骤： 第1步、按重量份计，取丙烯酸树脂20~30份、二甲酚树脂10~15份、环氧树脂30~ 40份、乙二醇-丁醚3~5份、二乙二醇一乙醚1~3份、过硫酸胺丁氧基乙酯1~3份、二 甲基聚硅氧烷1~3份、1，3-丙二硫醇1份、有机溶剂50~70份、磷酸钾1~5份，混合均 匀，升温至50~70°C，保温1~2小时，放冷，得到混合溶剂； 第2步、按重量份计，取铝粉40~50份、氧化锌晶须4~7份，混合均匀后，研磨至平 均粒径在300~800微米，得到混合粉体； 第3步、将混合溶剂加热至40~50°C后，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在搅拌 机上以800~1200rpm的转速进行搅拌，30~60分钟，然后在三辑研磨机上进行研磨，至衆 料细度< 20ym，即可。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能电池用铝浆的制备方法，属于太阳能电池制造技术领域。包括如下步骤：取丙烯酸树脂、二甲酚树脂、环氧树脂、乙二醇-丁醚、二乙二醇一乙醚、过硫酸胺丁氧基乙酯、二甲基聚硅氧烷、1，3-丙二硫醇、有机溶剂、磷酸钾，混合均匀，升温，得到混合溶剂；取铝粉、氧化锌晶须，混合均匀后，研磨，得到混合粉体；将混合溶剂加热，边搅拌边加入混合粉体，添加完毕后，在三辊研磨机上进行研磨，至浆料细度＜20μm，即可。本发明提供的单晶硅太阳能电池用铝浆制备出太阳能电池后，其翘曲率小，转化率高。其光电转换效率可以达到17.9％以上，电池片的翘曲度mm可以控制在1.40mm以下。
【IPC分类】H01L31/0224, H01B1/22, H01B13/00
【公开号】CN105244121
【申请号】CN201510731679
【发明人】杨金伟
【申请人】杨金伟
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月28日