一种复合太阳能电池铝浆的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合太阳能电池铝浆的制备方法，属于太阳能电池用光伏材料技术领域。本发明将铝灰、乙醇混合过滤，滤渣煅烧加入盐酸搅拌，收集滤液与柠檬汁混合，加入纤维素、大豆油和琥珀微波处理，并加入由废弃蘑菇培养基与葡萄糖浸泡后的过滤液，保温反应通电，加入氢氧化钠、氯乙烷，反应过滤收集滤渣与乙烯基三乙氧基硅烷、丁基卡必醇及硅酸钠进行研磨，经真空脱泡，从而得到复合太阳能电池铝浆的制备方法。实例证明，本发明操作简便，且浆料中无任何有毒有机粘合剂，提高效率的同时对于人体无任何危害，最终制得的复合太阳能电池铝浆能够使得铝膜与硅基片之间形成良好的欧姆接触，翘曲度低，光电转换效率高，且不易脱落。
【专利说明】
一种复合太阳能电池铝浆的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种复合太阳能电池铝浆的制备方法，属于太阳能电池用光伏材料技术领域。【背景技术】
[0002]太阳能电池发电具有其它发电方式所不具备的优势，例如不消耗燃料、规模能够灵活组合、不受地域限制、设备建设周期短、建设成本低、无噪音、无污染、安全可靠、维护简单等，有大规模应用的前景。随着近年来常规能源的日趋紧张，太阳能电池发电越来越受到人们的关注。在不远的将来，太阳能电池发电将会占据能源消费的重要席位，由此会启动一个巨大的市场。届时，伴随着太阳能电池产业的迅速发展，市场对太阳能电子浆料的需求也会迅速地增长，而铝浆作为太阳能电池制造使用的主要电子浆料，其未来的市场需求将会日益增大。
[0003]晶体硅太阳能电池背场铝浆主要由铝粉、有机粘合剂和无机粘合剂-金属玻璃粉组成。铝粉作为铝电极浆料中的功能相，烧结后铝粉间互相连接构成导电通道，并与硅形成硅铝合金实现欧姆接触，因此铝粉的各项性能对硅太阳能电池输出特性、电极的外观和机械强度起着关键性影响;有机粘合剂用于分散超微细粉形成膏状组合物，通常由溶剂、起增稠作用的高分子聚合物和助剂组成，其挥发性是影响电子浆料储存稳定性、浆料制备元器件过程的烧结工艺温度、膜层质量以及电子元器件性能的重要因素之一；金属玻璃粉是铝电极浆料中的重要成分，起着溶蚀铝粉表面不导电薄膜层以及黏结铝粒子的作用，因此其组分和含量对电极的电特性和表面特性有至关重要的影响。
[0004]目前市场上主流的晶体硅太阳能电池背场铝浆的主要缺点如下:1、浆料中的有机粘合剂含有低毒物质，制备过程中挥发严重，效率低下，对人体危害性大；2、无机粘合剂金属玻璃粉含有铅等有毒元素，对环境和人体都有一定程度的毒害。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对目前常用的晶体硅太阳能电池背场铝浆在制备的过程中，浆料含有有毒有机粘合剂，挥发严重，导致效率低下，对人体危害性大的现状，提供了一种将铝灰、乙醇混合过滤，滤渣煅烧加入盐酸搅拌，收集滤液与柠檬汁混合，加入纤维素、大豆油和琥珀微波处理，并加入由废弃蘑菇培养基与葡萄糖浸泡后的过滤液，保温反应通电，再加入氢氧化钠、氯乙烷，反应过滤，收集滤渣与乙烯基三乙氧基硅烷、丁基卡必醇以及硅酸钠进行研磨，通过真空脱泡处理，从而得到复合太阳能电池铝浆的制备方法。该方法操作简便，原料易得，制备过程反应温和，且浆料中无任何有毒有机粘合剂，提高效率的同时，对于人体无任何危害，最终制得的复合太阳能电池铝浆安全环保，光电转换效率高， 且不易脱落，适于工业化生产。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:(1)按固液比1:2，取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在26?28KHz 下处理20?30min，再静置5?lOmin，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在 600?700°C下煅烧1?2h，随炉冷却至70?80°C，将煅烧物放入其质量1?2倍的质量分数 30 %盐酸溶液，搅拌20?30min后过滤，收集过滤液；(2)取梓檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离5?8min，收集上清液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计，取50?60份混合液、20?30份纤维素、10?15份大豆油及6?8份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波反应器中微波处理5?lOmin;(3)将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置20?30min后过滤， 收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液，加入量为上述大豆油体积的80?100%，密封陶瓷罐，设定温度35?40°C，保持温度4?6h;(4)在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电20? 25min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在无沉淀产生后，继续加入混合物质量6?8 %的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量10? 16 %的氯乙烷，升温至150?170 °C，保温反应6?7h;(5)在上述反应结束后，将玻璃容器置于-10?-5°C静置2?3h，再进行过滤，收集滤渣， 按重量份数计，取40?50份滤渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14? 16份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨4?6次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电池铝浆。
[0007]本发明制得的复合太阳能电池铝浆粒度为15?20WI1，黏度为32?40Pa.s。
[0008]本发明的应用方法是:在电池生产过程中，将本发明制得的复合太阳能铝浆均匀涂抹在单晶硅片上，其中印刷增重为〇.8?0.9g，烘干温度为200?230°C，烧结峰值为800 °C，烧结1?2h，可发现烧结后的铝膜颜色为银灰色，光滑无铝包，不掉灰，不起疤，且物剥离现象，检测后对也无任何对人体有害物质产生，安全环保，电池效率也比未涂抹本发明制得铝浆的太阳能电池高60%以上，具有广阔的市场前景。
[0009]本发明是有益效果是:(1)本发明操作简便，原料易得，制备过程反应温和，且浆料中无任何有毒有机粘合剂， 提高效率的同时，对于人体无任何危害；(2)本发明制得的复合太阳能电池铝浆光电转换效率高，且不易脱落，适于工业化生产。【具体实施方式】
[0010]首先按固液比1:2,取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在26? 28KHz下处理20?30min，再静置5?lOmin，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在600?700 °C下煅烧1?2h，随炉冷却至70?80 °C，将煅烧物放入其质量1?2倍的质量分数30 %盐酸溶液，搅拌20?30min后过滤，收集过滤液;然后取柠檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离5?8min，收集上清液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计，取50?60份混合液、20?30份纤维素、10?15份大豆油及 6?8份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波反应器中微波处理5?lOmin;随后将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置20?30min后过滤，收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液，加入量为上述大豆油体积的80 ?100%，密封陶瓷罐，设定温度35?40°C，保持温度4?6h;接下来在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电20?25min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在无沉淀产生后，继续加入混合物质量6?8 %的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量10?16 %的氯乙烷，升温至150?170 °C，保温反应6?7h;最后在上述反应结束后，将玻璃容器置于-10?-5 °C静置2?3h，再进行过滤， 收集滤渣，按重量份数计，取40?50份滤渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14?16份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨4?6次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电池铝浆。
[0011]实例 1首先按固液比1:2,取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在26KHz下处理20min，再静置5min，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在600°C下煅烧 lh，随炉冷却至70°C，将煅烧物放入其质量1倍的质量分数30%盐酸溶液，搅拌20min后过滤，收集过滤液;然后取柠檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离5min， 收集上清液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计，取50份混合液、20份纤维素、10份大豆油及6份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波反应器中微波处理5min;随后将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置20min 后过滤，收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液，加入量为上述大豆油体积的80%，密封陶瓷罐，设定温度35°C，保持温度4h;接下来在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电20min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在无沉淀产生后，继续加入混合物质量6 %的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量10 %的氯乙烷，升温至150 °C，保温反应 6h;最后在上述反应结束后，将玻璃容器置于-10°C静置2h，再进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取40份滤渣、2份乙烯基三乙氧基硅烷、10份丁基卡必醇及14份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨4次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电池铝浆。
[0012]本实例操作简便，在电池生产过程中，将本发明制得的复合太阳能铝浆均匀涂抹在单晶硅片上，其中印刷增重为0.8g，烘干温度为200°C，烧结峰值为800°C，烧结lh，可发现烧结后的铝膜颜色为银灰色，光滑无铝包，不掉灰，不起疤，且物剥离现象，检测后对也无任何对人体有害物质产生，安全环保，电池效率也比未涂抹本发明制得铝浆的太阳能电池高 60%，具有广阔的市场前景。
[0013]实例2首先按固液比1:2,取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在27KHz下处理25min，再静置8min，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在650°C下煅烧 1.5h，随炉冷却至75°C，将煅烧物放入其质量1.5倍的质量分数30%盐酸溶液，搅拌25min后过滤，收集过滤液；然后取柠檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离 7min，收集上清液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计， 取55份混合液、25份纤维素、13份大豆油及7份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波反应器中微波处理8min;随后将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置25min后过滤，收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液， 加入量为上述大豆油体积的90%，密封陶瓷罐，设定温度38°C，保持温度5h;接下来在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电23min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在无沉淀产生后，继续加入混合物质量7%的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量15%的氯乙烷，升温至160°C，保温反应5h;最后在上述反应结束后，将玻璃容器置于-8 °C静置2.5h，再进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取45份滤渣、4份乙烯基三乙氧基硅烷、11份丁基卡必醇及15份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨5次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电池铝浆。
[0014]本实例操作简便，在电池生产过程中，将本发明制得的复合太阳能铝浆均匀涂抹在单晶娃片上，其中印刷增重为0.85g，烘干温度为220°C，烧结峰值为800°C，烧结1.5h，可发现烧结后的铝膜颜色为银灰色，光滑无铝包，不掉灰，不起疤，且物剥离现象，检测后对也无任何对人体有害物质产生，安全环保，电池效率也比未涂抹本发明制得铝浆的太阳能电池高65 %，具有广阔的市场前景。
[0015]实例3首先按固液比1:2,取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在28KHz下处理30min，再静置lOmin，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在700°C下煅烧 2h，随炉冷却至80°C，将煅烧物放入其质量2倍的质量分数30%盐酸溶液，搅拌30min后过滤，收集过滤液;然后取柠檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离8min， 收集上清液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计，取60份混合液、30份纤维素、15份大豆油及8份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波反应器中微波处理lOmin;随后将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置30min 后过滤，收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液，加入量为上述大豆油体积的100 %，密封陶瓷罐，设定温度40°C，保持温度6h;接下来在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电25min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在无沉淀产生后，继续加入混合物质量8 %的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量16 %的氯乙烷，升温至170 °C，保温反应 7h;最后在上述反应结束后，将玻璃容器置于-5 °C静置3h，再进行过滤，收集滤渣，按重量份数计，取50份滤渣、5份乙烯基三乙氧基硅烷、12份丁基卡必醇及16份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨6次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电池铝浆。
[0016]本实例操作简便，在电池生产过程中，将本发明制得的复合太阳能铝浆均匀涂抹在单晶硅片上，其中印刷增重为0.9g，烘干温度为230°C，烧结峰值为800°C，烧结2h，可发现烧结后的铝膜颜色为银灰色，光滑无铝包，不掉灰，不起疤，且物剥离现象，检测后对也无任何对人体有害物质产生，安全环保，电池效率也比未涂抹本发明制得铝浆的太阳能电池高 70%，具有广阔的市场前景。
【主权项】
1.一种复合太阳能电池铝浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为:(1)按固液比1:2，取铝灰和质量分数为50%乙醇溶液放入超声振荡器中，在26?28KHz 下处理20?30min，再静置5?lOmin，去除漂浮的杂质，进行过滤，将滤渣放入煅烧炉中在 600?700°C下煅烧1?2h，随炉冷却至70?80°C，将煅烧物放入其质量1?2倍的质量分数 30 %盐酸溶液，搅拌20?30min后过滤，收集过滤液；(2)取梓檬进行榨汁，收集汁液放入离心机中，在3000r/min下分离5?8min，收集上清 液，将其与上述过滤液按体积比3:1混合均匀，形成混合液，按重量份数计，取50?60份混合 液、20?30份纤维素、10?15份大豆油及6?8份琥珀搅拌均匀，放入陶瓷罐中，并置于微波 反应器中微波处理5?lOmin;(3)将废弃蘑菇培养基浸泡于质量分数为5%的葡萄糖溶液中，静置20?30min后过滤， 收集过滤液，在上述微波处理结束后，将陶瓷罐取出，并向其中加入过滤液，加入量为上述 大豆油体积的80?100%，密封陶瓷罐，设定温度35?40°C，保持温度4?6h;(4)在上述保温结束后去除密封，使用240V电源对陶瓷罐中的混合物进行通电20? 25min后，将陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液在 无沉淀产生后，继续加入混合物质量6?8 %的氢氧化钠溶液，随后加入混合物质量10? 16 %的氯乙烷，升温至150?170 °C，保温反应6?7h;(5)在上述反应结束后，将玻璃容器置于-10?-5°C静置2?3h，再进行过滤，收集滤渣， 按重量份数计，取40?50份滤渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14? 16份硅酸钠，放入三辊研磨机研磨4?6次，再进行真空脱泡处理，即可得到复合太阳能电 池铝浆。
【文档编号】H01L31/0224GK106024201SQ201610469308
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】陈毅忠, 张明, 宋奇
【申请人】陈毅忠