一种晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆，包括如下重量份的组分：铝粉60—80份；玻璃粉0.1—6份；有机载体15—35份；添加剂0.1—5份；所述添加剂为MClO3或MClO4，其中M代表金属离子。当电池片印刷铝浆后通过烧结过程中的300-500℃温区时，会激发铝浆中特定添加剂的氧化作用，促使铝粉表面不生成新的氧化铝层。进而降低铝粉颗粒间的相互作用力，同时又不降低铝粉与硅片之间的作用力达到降低硅片翘曲的目的。而该添加剂的氧化作用在低于300°不能被激发，进而保证了铝浆稳定性。
【专利说明】一种晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶硅太阳能电池背面铝浆【技术领域】，具体涉及一种符合晶体硅电池薄 片花趋势的低翘曲背面铝浆。
【背景技术】
[0002] 在晶体硅太阳能电池的制造过程中，电池片背面通常利用丝网印刷铝浆干燥并烧 结。铝硅的共晶温度是577°C，烧结过程中高于该温度时铝与硅共熔形成铝硅熔液，熔液 中硅成分由硅片向铝层中扩散，铝成分由铝层向硅片方面扩散；烧结完成冷却过程中熔液 中的硅生长在硅片表面，同时有部分铝元素会留在新生成的硅层中形成P+层硅即背电场， 在背电场的作用下电子被推离背面进而降低了背面空穴被电子复合的几率，提高了开路电 压；另一方面铝粉烧结后在电池背面形成镜面，可将透过电池而未被电池吸收的太阳光重 新反射回电池内部增加了光子被太阳能电池吸收的几率进而提高了电池的短路电流。故而 铝浆的性能对于提高太阳能电池光电特性是十分重要的。
[0003] 在常规的太阳能电池铝浆中，Al-Si合金的热膨胀系数远大于硅的热膨胀系数，在 烧结冷后Al-Si合金的收缩远大于硅片，对硅片施加拉应力形成凸型的翘曲。随着自动化 程度的提高，不断有厂家采用太阳能电池硅片自动焊接技术，硅片的翘曲会造成组件焊接 成品率大幅降低。常用条件印刷工艺降低翘曲的方法如降低铝浆印刷湿重，降低空间有限， 同时还会因为铝浆重量的降低减弱铝背场的钝化性能；而通过调节铝浆配方的方法如降低 Al-Si的热膨胀系数，在铝浆中加入低膨胀系数或者负膨胀系数的添加物，或者改变玻璃料 成分和添加量，这些方法则会导致铝浆附着力弱，且会降低背场钝化，严重影响电池力学和 电学性能。
[0004] 随着太阳能电池技术的发展，晶硅电池薄片化成为太阳能电池技术发展的一种趋 势，此时铝浆造成的翘曲问题更为突出，为了解决这一问题很多专利表述中加入降低翘曲 的添加剂如二氧化硅（韩国专利No. 798258)、有机锡（美国专利No. 2009/025583)、氧化锑 (中国专利CN102376380A)等。这些方法在一定程度上降低了铝浆的翘曲，但是随烧结温度 的提高其所能起到的作用越来越小。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0007] 所述晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆包括如下重量份的组分：
[0008]铝粉 60-80 份；
[0009] 玻璃粉0.1-6份；
[0010] 有机载体15- 35份；
[0011] 添加剂0. 1-5份；
[0012] 所述添加剂为MClO3或MClO4，其中M代表金属离子。
[0013] 优选地，所述M为碱金属：锂、钠、钾、铷、铯、钫中的至少一种。
[0014] 优选地，所述铝粉的平均粒径为1μm?10μm。
[0015] 优选地，所述玻璃粉为铅系、铋系玻璃中的至少一种。
[0016] 优选地，所述有机载体为松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯十二、DBE、 乙基纤维素、树脂中的至少一种。所述树脂优选为乙基纤维素或酚醛树脂。
[0017] 优选地,所述有机载体是由10重量份乙基纤维素、65重量份松油醇、5重量份二乙 二醇丁醚、6重量份醇酯、12重量份丁基卡必醇、2重量份酚醛树脂混合后，在100-20(TC溶 解、搅拌均匀制得的有机载体。
[0018] 优选地，所述铝浆中还包括0. 5 -10份的分散剂。
[0019] 优选地，所述分散剂为硬脂酸、司班、卵磷脂、油酸、月桂酸中的至少一种。
[0020] 下面对本发明做进一步说明：
[0021] 本发明的主要创新点在于，在铝浆的制备过程中添加了 300°C以上能释放出氧气 而表现出氧化性的添加剂，所述添加剂氯酸盐（MClO3)或者高氯酸盐（MClO4)，该添加剂在 铝浆烧结过程中不断释放出氧，促使铝粉颗粒表面不断形成新的氧化层，进而降低铝粉颗 粒之间的链接力实现了太阳能电池背面铝浆的低翘曲性。具体来说，当电池片印刷铝浆后 通过烧结过程中的300-500°C温区时，会激发铝浆中特定添加剂的氧化作用，促使铝粉表面 不生成新的氧化铝层。进而降低铝粉颗粒间的相互作用力，同时又不降低铝粉与硅片之间 的作用力达到降低硅片翘曲的目的。而该添加剂的氧化作用在低于300°不能被激发，进而 保证了铝浆稳定性。
[0022] 制备上述铝浆时是分别准备好铝粉、玻璃粉和添加剂，有机载体则由松油醇、丁基 卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯十二、DBE、乙基纤维素、树脂中的一种或多种物质混合后 在100-20(TC溶解、搅拌均匀制得，然后将各原料组分混合，制得铝浆。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0024] 本发明的低翘曲的晶硅太阳能电池背面铝楽，降低了铝层中铝粉颗粒之间的作用 力，降低了烧成的晶硅太阳能电池的翘曲度，同时铝粉与硅片之间的附着力因有玻璃粉等 固体粘结剂的存在而未被减弱。本发明铝浆在低于300°C条件下，其中添加剂为稳定状态没 有表现出氧化性，保证了铝浆的稳定性，在高温烧结阶段特别是300-500°C温区，添加剂在 热作用下分解不断释放出氧气，促使铝粉颗粒表面不断形成新的氧化层，达到大幅降低硅 片翘曲的目的，同时保证铝粉层与硅片的附着力，保证铝背场的钝化作用。本发明能在不提 高电池成本、不改变现有工艺前提下降低铝浆引起的硅片翘曲。
【具体实施方式】
[0025] 制备方法：分别准备好铝粉、玻璃粉和添加剂，有机载体则由松油醇、丁基卡必醇、 丁基卡必醇醋酸酯、醇酯十二、DBE、乙基纤维素、酚醛树脂、松香树脂等树脂中的一种或多 种物质混合后在100-20(TC溶解、搅拌均匀制得，然后将各原料组分混合，制得铝浆。
[0026] 按照上述制备方法，如表1所示浆料A为对照组，浆料Al至A5为本发明铝浆的五 种具体实施方法。
[0027] 表1铝浆配比（重量份）
[0028]
【权利要求】
1. 一种晶体硅太阳能电池低翘曲背面铝浆，其特征在于，所述铝浆包括如下重量份的 组分： 铝粉60- 80份； 玻璃粉0. 1-6份； 有机载体15- 35份； 添加剂0. 1-5份； 所述添加剂为MC103或MC104，其中M代表金属离子。
2. 根据权利要求1所述的铝浆，其特征在于，所述M为锂、钠、钾、铷、铯、钫中的至少一 种。
3. 根据权利要求1所述的铝浆，其特征在于，所述铝粉的平均粒径为1 U m?10 y m。
4. 根据权利要求1所述的铝浆，其特征在于，所述玻璃粉为铅系、铋系玻璃中的至少一 种。
5. 根据权利要求1所述的铝浆，其特征在于，所述有机载体由乙基纤维素、醋酸丁酸 纤维、酚醛树脂等树脂中的至少一种，溶解于松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、醇酯 十二、Dffi等溶剂中制成。
6. 根据权利要求5所述的铝浆，其特征在于，所述树脂为乙基纤维素或酚醛树脂。
7. 根据权利要求1所述的铝浆，其特征在于，所述铝浆中还包括0. 5 -10份的分散剂。
8. 根据权利要求7所述的铝浆，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸、司班、卵磷脂、油 酸、月桂酸中的至少一种。
【文档编号】H01B13/00GK104392770SQ201410604601
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】赵保星, 易臻希, 刘波 申请人:湖南红太阳光电科技有限公司