一种环保太阳能电池用铝浆及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保太阳能电池用铝浆及其制备方法，该铝浆的组分为：有机粘合剂：15-25份；铝粉：70-85份；无机粘合剂(即玻璃粉)：0.1-6份；该玻璃粉不含有对环境不利的铅、矾，且铝浆组分中不含有对环境不利的镓、铟、铊成分；所述的有机粘合剂不含有邻苯类对环境不利成分。本产品不仅对使用的环境友好，而且在性能上也满足企业要求，使用本发明的铝浆印刷烧制的晶硅太阳能电池表面光滑、铝膜的附着力好、弯曲度小、耐热耐湿、电池转换效率高。
【专利说明】一种环保太阳能电池用铝浆及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环保太阳能电池用铝浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着传统能源的日益短缺，电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。太阳能作为一种绿色可再生能源，越来越受到人们的重视。如今，太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。
[0003]太阳能电池中最常用的晶体硅太阳能电池的制备工艺主要是将铝浆和银浆通过丝网印刷在晶体硅的表面，通过共烧结工艺形成电极，通过光伏作用将太阳能转化为电能。铝浆是制备晶体硅太阳能电池的重要原料，具有价格便宜、电性能稳定、显著提高电池片转换效率的优势；但是铝浆的现有制造方法却常常由于使用某些原料而对环境造成一定的污染。例如，为提高光电 转换率而加入少量的镓、铟、铊，或者用了含铅或含钒的无机粘合剂，还有些在有机载体中使用了有毒的邻苯类有机物。
[0004]例如，专利CN102097154 A。该发明涉及用于太阳能电池的背场铝浆，按重量计包括65-80份铝粉、1-5份无机粘接剂、10-30份有机载体、以及1_2份改性剂；所述无机粘接剂具有下述成分:Bi2O3 55-90 份、SiO2 12-15 份、H3BO3 10-25 份、ZnO 4-25 份、Al2O30-10 份、ZrO2 0-5 份、TiO2 0-5 份、V2O5 0-5 份、BaCO3 0-8 份、CaCO3 0-8 份，并且 ZnO与H3BO3的重量比在1:1至1: 4之间，^05、8&0)3工&0)3三者的份数不超过所述无机粘结剂总份数的20%。
[0005]例如，专利CN102262917。该发明涉及一种晶体硅太阳能电池用背铝浆料，其原料由重量百分比为0.5-3 %的无铅玻璃粉、65~80 %的球型铝粉、I~10 %的片状铝粉、
0.2~2%的无机氧化物、10%~20%的有机载体、3%~12%的溶剂和0.2%~2%的助剂组成；所述助剂由重量百分比为O -1%的增塑剂和重量百分比为O -1%的分散剂组成，其中增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一种或几种；分散剂为毕克化学BYK-110、BYK-1ll中的一种或两种。
[0006]专利CN1877864A，该发明涉及了一种硅太阳能电池背场铝导电浆料的组成及制备方法，其浆料的组成包括质量份70-80份的铝粉，15-30份的改性有机粘合剂，1-10份的含铟、镓或铊的无机粘结剂玻璃金属粉；无机粘结剂为含铅玻璃粉，所述玻璃粉按质量百分比三氧化二硼(B2O3) 15~25%，氧化铅(PbO) 40~50%，五氧化二矾(V2O6) I~2%，二氧化硅(SiO2) 15~28%，三氧化二铝(Al2O3) 3~6%配制。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对目前普遍采用的太阳能电池用铝浆一般添加铟、镓、铊等有毒物质，无机粘结剂多为含铅或含钒玻璃等对环境有害的物质，或者有机粘合剂中含邻苯类有机物而挥发危害环境的问题，制造一种太阳能电池用铝浆，应用于晶体硅太阳能电池的制备；该浆料的优点是:不添加铟、镓、铊等有毒物质或含铅或含钒玻璃粉，不含邻苯类有机物，对环境友好而又仍然具有良好的性能，满足太阳能企业的需要。
[0008]本发明的技术方案如下:
一种环保太阳能电池用铝浆，其组分及其质量份数如下:有机粘合剂:15-25份；铝粉:70-85份；无机粘合剂(即玻璃粉):0.1-6份。
[0009]所述的环保太阳能电池用铝浆，其中，所述的无机粘合剂的组成为=SiO2 5-15份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi2O3 10-50 份，B20310_30份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6 份。
[0010]所述的环保太阳能电池用铝浆，其中，所述有机粘合剂的成份包括:A组分:乙基纤维素、环氧树脂或改性酚醛树脂中的一种或者几种；其中，A组分的质量份为0.4-15份。
[0011]所述的环保太阳能电池用铝浆，其中，所述有机粘合剂的成份还包括但不限于:B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种；其中，B组分的质量份为85-99.6份。
[0012]所述的环保太阳能电池用铝浆，其中，所述的铝粉为高纯球型铝粉，平均粒径小于7微米，质量份为70-85份。
[0013]一种如权利要求1所述的铝浆的制备方法为:
步骤一，按无机粘合剂的组成配比制玻璃粉。按无机粘合剂各组分比例称取各组分，混合并放入瓷坩埚，将瓷坩埚放入加热炉升温至200-300度，保温I小时，继续升温至800-1200度，熔炼0.5-2小时，然后水淬，烘干后用球磨机球磨制得玻璃粉，所得到的玻璃粉细度小于10微米；
步骤二，将A组分:乙基纤维素、环氧树脂、改性酚醛树脂中的一种或几种，按质量份比例加入到B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种，然后混合均匀、加热溶解制成均匀透明的有机粘合剂；
步骤三，将所制得的玻璃粉按质量份比例加入到有机粘合剂中混合均匀；
步骤四，将平均粒径小于7微米的高纯铝粉按质量份比例加入到步骤三制得的混合物料中，充分搅拌均匀，再用三辊机碾轧至细度小于15微米，得到粘度为16000-35000mP.S的铝浆。
[0014]本发明的有益效果:采用本发明铝浆制造的太阳能电池表面光滑，无铝疱、铝膜不脱落，耐热性能好，对硅片附着力良好，导电性能好，电池转换效率高，电池片的弯曲小；同时本发明不含铟、镓、铊、铅、钒以及邻苯类对环境有害物质，对环境友好。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。
[0016]一种环保太阳能电池用铝浆，其组分及其质量份数如下:有机粘合剂:15-25份；铝粉:70-85份；无机粘合剂(即玻璃粉):0.1-6份；其中，所述的无机粘合剂的组成为:SiO2 5-15 份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi2O3 10-50 份，B2O3 10-30 份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6 份。[0017]优选的是，所述有机粘合剂的成份包括:A组分:乙基纤维素、环氧树脂或改性酚醛树脂中的一种或者几种；其中，A组分的质量份为0.4-15份。
[0018]优选的是，所述有机粘合剂的成份还包括:B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种；其中，B组分的质量份为 85-99.6 份。
[0019]优选的是，所述的铝粉为高纯球型颗粒，其平均粒径小于7微米，质量份为70-85份。
[0020]一种如上述配方铝浆的制备方法为:
步骤一，按无机粘合剂的组成配比制玻璃粉，按无机粘合剂各组分比例称取各组分，混合并放入瓷坩埚，将瓷坩埚放入加热炉升温至200-300度，保温I小时，继续升温至800-1200度，熔炼0.5-2小时，然后水淬，烘干后用球磨机球磨制得玻璃粉，所得到的玻璃粉细度小于10微米；
步骤二，将A组分:乙基纤维素、环氧树脂、改性酚醛树脂中的一种或几种，按比例加入到B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种，然后混合均匀、加热溶解制成均匀透明的有机粘合剂；
步骤三，将所制得的玻璃粉按比例加入到有机粘合剂中混合均匀；
步骤四，将平均粒径为1-7微米的高纯铝粉颗粒按质量份比例加入到步骤三制得的混合物料中，充分搅拌均匀，再用三辊机碾轧至细度小于15微米，得到粘度为16000-35000mP.S 的铝浆。
[0021]结合上述太阳能电池用铝浆的组分比例和制备方法，现列举具体实施例加以说明:
实施例1:
1.取 SiO2 6 份、Al2O3 7 份、ZrO2 6 份、ZnO2 31 份、Bi2O3 32 份、B2O3 10 份、CaO5份、P2O5 3份；按上述玻璃粉的制备方法制得玻璃粉。
[0022]2.取乙基纤维素2份、环氧树脂3份、松油醇50份、柠檬酸三丁酯8份、二丙二醇二苯甲酸酯20份、二乙二醇丁醚17份加热溶解并混合均匀。
[0023]3.将所制得玻璃粉0.5份加入到23.5份有机粘合剂中，搅拌均匀。
[0024]4.再将平均粒径为1-7微米的球形铝粉76份加入其中，搅拌混合均匀，用三辊机碾轧至15微米以下，粘度为26000mP.S。
[0025]实施例2:
L 取 SiO2 9 份、Al2O3 6 份、ZrO2 8 份、ZnO2 25 份、Bi2O3 27 份、B2O3 18、Ca04份、P2O5 3份；按上述玻璃粉的制备方法制得玻璃粉。
[0026]2.取乙基纤维素4份，改性酚醛树脂2份，松油醇48份，乙酰柠檬酸三丁酯15份，二丙二醇二苯甲酸酯4份，二乙二醇丁醚27份加热溶解并混合均匀。
[0027]3.将所制得玻璃粉1.5份加入到18.5份有机粘合剂中，搅拌均匀。
[0028]4.再加入平均粒径1-7微米的球形铝粉80份混合搅拌均匀，再用三辊轧制使细度小于9微米，粘度达到23000mP.S。
[0029]应当理解的是，上述实施案例是用于具体阐述本发明，但不是对本发明的限制；所有在此基础上的改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。[0030]实测表明，用本发明铝浆制作的太阳能电池，其各项指标均达到太阳能电池厂现行标准，尤其是因为组分中无铟、镓、铊、铅、钒及邻苯类有机物，对保护环境有利，也利于行业的可持续发展。
【权利要求】
1.一种环保太阳能电池用铝浆，其特征在于:包括的组分及其质量份数如下: 有机粘合剂:15-25份； 铝粉:70-85份； 无机粘合剂:0.1-6份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用铝浆，其特征在于无机粘合剂组成为=SiO25-15 份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi20310_50 份，B2O3 10-30 份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6% 份。
3.根据权利要求1所述的环保太阳能电池用铝浆，其特征在于:所述有机粘合剂的成份包括:A组分:乙基纤维素、环氧树脂或改性酚醛树脂中的一种或者几种；其中，A组分的质量份为0.4-15份。
4.根据权利要求1所述的环保太阳能电池用铝浆，其特征在于:所述有机粘合剂的成份还包括:B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种；其中，B组分的质量份为85-99.6份。
5.根据权利要求1所述的环保太阳能电池用铝浆，其特征在于:所述的铝粉为球型颗粒，其粒径分布为1-7微米，质量份数为70-85份。
6.一种如权利要求1所述的铝浆的制备方法为: 步骤一，按无机粘合剂的组成配比制取玻璃粉，玻璃粉的粒度控制在10微米以下； 步骤二，将A组分:乙基纤维素、环氧树脂、改性酚醛树脂中的一种或几种，按比例加入到B组分:松油醇、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一种或几种，混合、加热、搅拌制成均匀透明的有机粘合剂； 步骤三，将所制得的玻璃粉按比例加入到有机粘合剂中混合均匀； 步骤四，将平均粒径为1-7微米的高纯球形铝粉颗粒按质量份比例加入到步骤三制得的混合物料中，充分搅拌均匀，再碾轧至细度小于15微米，制得粘度为16000-35000mP.S的铝浆。
【文档编号】H01B1/22GK103971785SQ201410194482
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】穆颖, 张佳雨 申请人:佛山市正基恒业无机材料科技有限公司