一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种与硅太阳能电池背面铝浆附着良好的背面银浆及其制备方法。背面银浆的组成为银粉45wt%~60wt%、玻璃粉3wt%~5wt%、有机载体30wt%~50wt%和稀释剂0.1wt%~2wt%；其中有机载体的组成为乙基纤维素6wt%~15wt%、松香3wt%~20wt%和二乙二醇丁醚70wt%~90wt%；稀释剂为松油醇或丁基卡必醇。将银粉、玻璃粉、有机载体和稀释剂混合均匀，控制粘度为50000~100000cps；并经研磨，控制细度＜15μm。本发明背面银浆用于制备硅太阳能电池片，经过高温快速烧结，效果良好，银铝界面接触好，电池效率高，背面银电极焊接性能优异。
【专利说明】一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硅太阳能电池浆料的制备领域，特别是涉及一种与硅太阳能电池背面铝浆附着良好的背面银浆及其制备方法。
技术背景
[0002]硅太阳能电池背面银浆是硅太阳能电池的重要原材料之一，是影响太阳能电池性能的重要因素。背面银浆主要由功能项(银粉)、有机载体、玻璃相三大部分组成。
[0003]随着绿色能源的日益发展，太阳能光伏行业突飞猛进，太阳能电池行业的发展迎来前所未有的前景，同时也对太阳能电池浆料提出了更高的要求。
[0004]丝网印刷在传统硅太阳能电池中起着重要的作用，硅太阳能电池的背面银浆和背面铝浆的印刷是两道重要的工序。先对硅太阳能电池片进行背面银浆电极的印刷，为增加银浆与后道铝浆的接触，降低串联电阻，现背面银浆电极多采用间隔式边缘细栅设计。在印刷完成后对背面银浆进行烘干，再进行第二道背面铝浆的印刷，在此基础上，背面铝浆会和背面银浆的细栅部分有所重叠，即部分铝浆直接印刷在经过烘干的背面银浆的边缘细栅上。再经历一次烘干过程之后，进行正面银浆的印刷，最后硅电池片要经历80(T90(TC的烧结过程。
[0005]在烧结结束后，硅太阳能电池片背面的铝浆和背面银浆电极的接触处常会发生因为铝浆与银浆的浸润接触不良而产生接触点铝浆隆起开裂，甚至剥落的现象。这将会直接影响电池片的串联电阻，从而影响电池片的效率。此外，严重时可能出现剥落铝粉颗粒粘附在相邻电池片的正面，从而影响整个电池片组件的寿命，造成重大的经济损失。
[0006]针对以上提到的问题，在银浆方面现多采用添加化学助剂的方法对背面银浆电极表面进行改性，增加铝浆在背面银浆电极上的浸润性。但是在改变银浆与铝浆接触的同时，背面银浆与电池片硅表面的接触也同样受到影响，此外，部分助剂残留在电极表面，对于电池片之后的组件焊接也会产生影响，直接或者间接地导致背电极的焊接性能和附着力性能下降。
[0007]综上所述，存在背面银浆与背场铝浆的接触附着不良造成铝粉剥落情况，同时添加相关助剂又易带来焊接性能变化，虚焊或者过焊。本产品就是为了解决这一技术难题而开发的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是为了增强背面铝浆(在传统硅电池片中用来形成铝背场)与背面银浆电极主栅的接触效果，从而加强背铝浆与背面银浆主栅间的稳定性及持久性。这对于带有边缘细栅触角设计的背电极尤其重要，因为这种结构下铝浆的润湿性一般较差。背面银浆与背面铝浆间的良好接触有利于保证低的串联电阻，并且能最大程度上延缓硅电池组件随着其生命周期的延长而老化。[0009]本发明解决技术问题所采取的技术方案是:
第一个方面，一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆，其由银粉、玻璃粉、有机载体和稀释剂组成，以质量百分计的含量分别为:银粉为45wt9T60wt%、玻璃粉为3wt%?5wt%、有机载体为30wt%?50wt%和稀释剂为0.lwt%?2wt% ;所述有机载体由乙基纤维素、松香和二乙二醇丁醚组成，以质量百分计的含量分别为:乙基纤维素为6wt9Tl5wt%、松香为3wt%?20wt%和二乙二醇丁醚为70wt%?90wt%。
[0010]优选地，所述的稀释剂为松油醇或丁基卡必醇。
[0011]优选地，该硅太阳能电池背面银浆的粘度为5000(Tl00000cps，细度< 15 μ m。
[0012]第二个方面，一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆的制备方法，其包括以下步骤:
⑴有机载体配制:取乙基纤维素6wt%?15wt%、松香3wt%?20wt%和二乙二醇丁醚70wt%?90wt%，溶解混合均匀；控制粘度为2000(T40000cps ；
⑵混合:取银粉45wt°/T60wt%、玻璃粉3wt%?5wt%、有机载体30wt°/T50wt%和稀释剂
0.lwt%?2wt%，混合均匀；控制粘度为5000(Tl00000cps ；
⑶研磨:采用三辊机研磨，控制细度< 15 μ m。
[0013]优选地，所述的稀释剂为松油醇或丁基卡必醇。
[0014]本发明通过使用一种有机助焊接化学助剂松香，松香对银浆和铝浆的表面浸润效果良好，且在表面残余量少，不影响焊接性能，是一种理想的背面银浆添加有机助剂。将其混合在有机载体里，再融合到背面银浆中，在不牺牲拉力的前提下，增强铝浆在印刷、烘干及烧结过程中在背面银浆电极上的润湿性，确保两者界面的接触良好。
[0015]铝浆与背银浆的接触效果可以通过胶带测试(例如使用3M胶带)来判断，并以硅太阳能电池的背电极细栅和铝背场接触界面进行胶带的剥离测试情况来表征。实验结果显示，松香可以加强铝浆与银浆接触的稳定性，使得银浆主栅与铝浆的接触在烘干及高温烧结时更稳定，而且硅太阳能电池组件可靠性更高，能保持低的串联电阻和良好的转化效率，延缓电池组件的老化。
[0016]本发明的背面银浆与铝浆共烧结，不发生铝粉剥落，而不含松香的背面银浆出现铝粉剥落的现象。将本发明背面银浆用于制备硅太阳能电池片，经过高温快速烧结，效果良好，银铝界面接触好，电池效率高，背面银电极焊接性能优异。
【具体实施方式】
[0017]一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆，由银粉60g、玻璃粉5g、有机载体34g和松油醇Ig混合而成；其中有机载体由乙基纤维素12g、松香Sg和二乙二醇丁醚80g混合而成。银浆粘度为5000(Tl00000cps，细度< 15 μ m。
[0018]上述的背面银浆的制备方法如下:
(I)乙基纤维素12g、松香Sg和二乙二醇丁醚80g，溶解混合均匀，制得有机载体；实测有机载体粘度为 31360cps (Bookfield DV II，RV 5，lOrpm，25°C );
⑵银粉60g、玻璃粉5g、步骤⑴所得的有机载体34g和松油醇lg，混合均匀；实测浆料粘度为 78230cps (Bookfield DV III，SC4-14，lOrpm，25°C );
⑶研磨:采用三辊机研磨，实测浆料细度7 μ m。[0019]将上述制得的背面银浆与广州儒兴背面铝浆配合使用，在丝网印刷、烘干烧结后，铝浆与背面银浆电极接触良好，不发生隆起剥落；使用3M胶带对背面银浆电极和铝浆的接触点进行附着测试，基本没有铝粉脱落。
[0020]使用江阴亿欣的镀锡铜带焊条和朝日ANX3133的助焊剂，测试背面银浆的焊接性能，可焊性和耐焊性均良好，且有较大的剥离力。
【权利要求】
1.一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆，其特征在于，由银粉、玻璃粉、有机载体和稀释剂组成，以质量百分计的含量分别为:银粉为50Wt9T60wt%、玻璃粉为3wt%?5wt%、有机载体为30wt%?50wt%和稀释剂为0.lwt%?2wt% ;所述有机载体由乙基纤维素、松香和二乙二醇丁醚组成，以质量百分计的含量分别为:乙基纤维素为6wt9Tl5wt%、松香为3wt%?20wt%和二乙二醇丁醚为70wt%?90wt%。
2.根据权利要求1所述的一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆，其特征在于，所述的稀释剂为松油醇或丁基卡必醇。
3.根据权利要求1所述的一种与硅太阳能电池背场铝浆附着良好的背面银浆，其特征在于，粘度为 5000(Tl00000cps，细度< 15 μ m。
4.一种如权利要求1所述的硅太阳能电池背面银浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: ⑴有机载体配制:取乙基纤维素6wt%?15wt%、松香3wt%?20wt%和二乙二醇丁醚70wt%?90wt%，混合均匀；控制粘度为2000(T40000cps ； ⑵混合:取银粉45wt°/T60wt%、玻璃粉3wt%?5wt%、有机载体30wt°/T50wt%和稀释剂0.lwt%?2wt%，混合均匀；控制粘度为5000(Tl00000cps ； ⑶研磨:采用三辊机研磨，控制细度< 15 μ m。
5.如权利要求4所述的硅太阳能电池背面银浆的制备方法，其特征在于，所述的稀释剂为松油醇或丁基卡必醇。
【文档编号】H01B1/22GK103745764SQ201310706342
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】穆罕默德·西拉里, 祖晨, 张威, 张洪春 申请人:浙江凯盈新材料有限公司