晶硅太阳能电池表面钝化用氧化铝浆料和钝化膜制备方法
【专利说明】晶枯太阳能电池表面纯化用氧化锅浆料和纯化膜制备方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明设及太阳能电池生产制造领域，特别是设及一种晶娃太阳能电池表面纯化 用氧化侣浆料和纯化膜制备方法。
【背景技术】
[0003] 晶体娃太阳能电池是一种把光能直接转换成电能的半导体器件。光电转换效率是 光伏晶娃太阳能电池最重要的参数，也是影响光伏发电成本最核屯、的因子。对于高效电池 而言，P邸C电池技术已经在各大电池厂商推广，PERC单晶娃电池效率可达到20.5%。综合来 看，PERC电池在各类高效晶娃电池中结构最简单，潜在成本最低，与现有电池生产线兼容性 高，易于改造旧产线，所WPERC电池成为了近几年高效电池开发的热点。在中国大陆、台湾 地区及海外等多家太阳能厂商已经实现了PERC电池的产业化。目前中国大陆地区前几大电 池生产厂商均宣称阳RC电池已经开始量产，并且在未来五年PERC电池的占比将达到30%W 上。
[0004] 纯化发射极背接触(P邸C)电池技术的核屯、是Ah〇3纯化层的制备，而目前市场上制 备Ah〇3的方法主要是利用大型设备分解Ξ甲基侣（TMA)、沉积Ah〇3薄膜的方法，其中包括 ALD原子层沉积方法、PECVD等离子增强气相沉积方法、瓣射法、APCVD常压化学气相沉积法。 运些设备沉积的方法大都存在W下缺陷：1、设备成本高；2、开机率较低；3、维护保养费用 高;4、沉积气体Ξ甲基侣易燃易爆，危险性大；5、生产成本高。PERC电池技术之所W已经产 业化，但还没有全部推广，很大程度上在于Ah〇3纯化层沉积设备的W上缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化 侣浆料和纯化膜制备方法。
[0006] 本发明的技术方案为:一种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化侣浆料，按重量份计， 该浆料包括W下组分:氧化侣溶胶65-70份、络合剂10-13份、交联剂3-5份、增稠剂1-3份和 流平剂0.1-0.3份。
[0007] 所述络合剂为乙酷乙酸乙醋、乙二胺、乙二胺四乙酸中的一种或多种的混合物。
[0008] 所述交联剂为酪醒树脂、环氧树脂、脈醒树脂、聚氨醋中的一种或多种的混合物。
[0009] 所述增稠剂为乙基纤维素或甲基纤维素。
[0010] 所述流平剂为丙締酸醋类、有机娃类中的一种或多种的混合物。
[0011] 所述氧化侣溶胶由溶胶凝胶法制得，其制备方法如下：将氧化侣前驱体中加入酸 性胶溶剂溶液，控制11阳+]:11^13+]=0.1~0.3:1，控制?壯3~5,80~95°(3水浴6~2地，机 械揽拌得到透明氧化侣溶胶;其中酸性胶溶剂为盐酸、硝酸、高氯酸、巧樣酸、甲酸、乙酸、丙 酸中的一种或多种的混合酸。
[0012] 所述氧化侣溶胶由水热法制得，其制备方法如下：将氧化侣前驱体中加入酸性胶 溶剂溶液，控制η证]:n[Al3+]=〇.l~0.3:1，控制?护3~5,90~120°(3水热12~4她，得到透 明氧化侣溶胶;其中酸性胶溶剂为盐酸、硝酸、高氯酸、巧樣酸、甲酸、乙酸、丙酸中的一种或 多种的混合酸。
[0013] 所述氧化侣前驱体由W下方法制得，其制备方法包括W下步骤：（1)将侣盐与水混 合，充分溶解后，得到侣盐溶液，然后将侣盐溶液与中性表面活性剂混合，滴加入氨水溶液 中，所述侣盐为氯化侣、硝酸侣、氯化侣水合物、硝酸侣水合物中的一种或多种的混合物;所 述中性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙締醇、聚酸、聚乙二醇衍生物、聚乙締醇衍生物、聚酸衍 生物中的一种或多种的混合物；其中侣盐和氨水的摩尔比为η[Α1 3?:η[Ν出?出0] = 1:5~ 15,侣盐与中性表面活性剂的摩尔比为5~10:1; (2)滴加的过程中不断进行水浴揽拌，生成 氧化侣沉淀，ΡΗ控制在9~10,水浴溫度控制在70~90°C;( 3)将氧化侣沉淀陈化1~化，过 滤，水洗去除阴离子，得到中性的氧化侣前驱体。
[0014] -种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化侣浆料制备纯化膜的方法，该纯化膜的制备 方法如下:通过丝网印刷将该氧化侣溶胶涂布于基材上，并形成一预定图案的涂层，然后进 行于160-180°C干燥10分钟，接着于560-600°C的溫度下烧结该涂层，于该基材上形成一具 有该预定图案的纯化层。
[0015] 有益效果:本发明的产品为高效氧化侣背纯化浆料，适用于PERC电池技术的Al2〇3 背面纯化层的制备，可生产出效率高于20.5%的晶娃电池产品，可采用丝网印刷的方式生 产，工艺过程简单，取代了大型沉积设备，易于大规模生产，不存在大型设备沉积的缺陷，各 步骤使用实验室设备即可完成全部制备过程;在电池片背部制备氧化侣纯化膜增强了电池 对长波光的吸收，降低了电池背表面的复合，大大提升了太阳能电池的转化效率。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 一种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化侣浆料，按重量份计，该浆料包括W下组分:氧化 侣溶胶65份、络合剂10份、交联剂3份、增稠剂1份和流平剂0.1份。所述络合剂为乙二胺。所 述交联剂为聚氨醋。所述增稠剂为乙基纤维素。所述流平剂为丙締酸醋树脂。
[0017] 所述氧化侣溶胶由溶胶凝胶法制得，其制备方法如下：将氧化侣前驱体中加入酸 性胶溶剂溶液，控制η阳? : n[Al3+]=0.1:1，控制PH=3~5,95°C水浴化，机械揽拌得到透明 氧化侣溶胶;其中酸性胶溶剂为盐酸。
[0018] 所述氧化侣前驱体由W下方法制得，其制备方法包括W下步骤：（1)将侣盐与水混 合，充分溶解后，得到侣盐溶液，然后将侣盐溶液与中性表面活性剂混合，滴加入氨水溶液 中，所述侣盐为氯化侣、硝酸侣、氯化侣水合物、硝酸侣水合物中的一种或多种的混合物;所 述中性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙締醇、聚酸、聚乙二醇衍生物、聚乙締醇衍生物、聚酸衍 生物中的一种或多种的混合物;其中侣盐和氨水的摩尔比为n[Al 3+]:n[N曲?此0] = 1:5,侣 盐与中性表面活性剂的摩尔比为5:1; (2)滴加的过程中不断进行水浴揽拌，生成氧化侣沉 淀，PH控制在9~10,水浴溫度控制在70°C; (3)将氧化侣沉淀陈化化，过滤，水洗去除阴离 子，得到中性的氧化侣前驱体。
[0019] 制备纯化膜:通过丝网印刷将该氧化侣浆料印刷于厚度18化m的P型娃娃片 上，并形成一预定图案的涂层，然后进行用红外线热风干燥炉于180°C干燥10分钟，接着于 560°C的溫度下烧结该涂层，于P型娃娃片表面形成一具有该预定图案的纯化层，经氮氨 混合气体环境下退火后，完成复合材料的制作，最后印刷侣浆、银浆等完成电池的制作，并 测定复合材料的氧化侣纯化层的成膜性、可图案化效果、电池背面剥离强度和电池转化效 率，将结果记录于表1。
[0020] 实施例2 一种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化侣浆料，按重量份计，该浆料包括W下组分:氧化 侣溶胶68份、络合剂12份、交联剂4份、增稠剂2份和流平剂0.2份。所述络合剂为乙酷乙酸乙 醋。所述交联剂为脈醒树脂。所述增稠剂为乙基纤维素。所述流平剂为Ξ聚氯胺甲醒树脂。
[0021] 所述氧化侣溶胶由溶胶凝胶法制得，其制备方法如下：将氧化侣前驱体中加入酸 性胶溶剂溶液，控制η阳+]: n[Al3+]=0.2:1，控制PH=3~5，80°C水浴12h，机械揽拌得到透 明氧化侣溶胶;其中酸性胶溶剂为巧樣酸。
[0022] 所述氧化侣前驱体由W下方法制得，其制备方法包括W下步骤：（1)将侣盐与水混 合，充分溶解后，得到侣盐溶液，然后将侣盐溶液与中性表面活性剂混合，滴加入氨水溶液 中，所述侣盐为氯化侣、硝酸侣、氯化侣水合物、硝酸侣水合物中的一种或多种的混合物;所 述中性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙締醇、聚酸、聚乙二醇衍生物、聚乙締醇衍生物、聚酸衍 生物中的一种或多种的混合物;其中侣盐和氨水的摩尔比为n[Al 3+]:n[畑3 ·出0]=1:10,侣 盐与中性表面活性剂的摩尔比为8:1; (2)滴加的过程中不断进行水浴揽拌，生成氧化侣沉 淀，PH控制在9~10,水浴溫度控制在90°C; (3)将氧化侣沉淀陈化2h，过滤，水洗去除阴离 子，得到中性的氧化侣前驱体。
[0023] 制备纯化膜:通过丝网印刷将该氧化侣浆料印刷于厚度18化m的P型娃娃片 上，并形成一预定图案的涂层，然后进行用红外线热风干燥炉于180°C干燥10分钟，接着于 560°C的溫度下烧结该涂层，于P型娃娃片表面形成一具有该预定图案的纯化层，经氮氨 混合气体环境下退火后，完成复合材料的制作，最后印刷侣浆、银浆等完成电池的制作，并 测定复合材料的氧化侣纯化层的成膜性、可图案化效果、电池背面剥离强度和电池转化效 率，将结果记录于表1。
[0024] 实施例3 一种晶娃太阳能电池表面纯化用氧化侣浆料，按重量份计，该浆料包括W下组分:氧化 侣溶胶70份、络合剂13份、交联剂5份、增稠剂3份和流平剂0.3份。所述络合剂为乙二胺四乙 酸。所述交联剂为脈醒树脂。所述增稠剂为乙基纤维素。所述流平剂为丙締酸醋树脂。
[0025] 所述氧化侣溶胶由溶胶凝胶法制得，其制备方法如下：将氧化侣前驱体中加入酸 性胶溶剂溶液，控制η阳?: η[Α13?=0.3:1，控制PH=3~5,85°C水浴2地，机械揽拌得到透 明氧化侣溶胶;其中酸性胶溶剂为甲酸。
[0026] 所述氧化侣前驱体由W下方法制得，其制备方法包括W下步骤：（1)将侣盐与水混 合，充分溶解后，得到侣盐溶液，然后将侣盐溶液与中性表面活性剂混合，滴加入氨水溶液 中，所述侣盐为氯化侣、硝酸侣、氯化侣水合物、硝酸侣水合物中的一种或多种的混合物;所 述中性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙締醇、聚酸、聚乙二醇衍生物、聚乙締醇衍生物、聚酸衍 生物中的一种或多种的混合物;其中侣盐和氨水的摩尔比为n[Al3+]:n[畑3 ·出0]=1:15,侣 盐与中性表面活性