本发明属于太阳能电子
技术领域：
，具体涉及一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法。
背景技术：
：硅太阳能电池是以晶体硅为基体材料，通过光生伏特效应将太阳能直接转化为电能的器件。硅太阳能电池铝浆是生产硅太阳能电池的关键基础材料，硅太阳能电池用铝浆主要由金属铝粉、玻璃粉末、有机载体和改性剂等原料按一定的比例组成。铝粉作为导电相，玻璃作为粘结相，它们均匀地分散在有机载体中。与普通电子封装用浆料不同，太阳能电池电极用浆料除了要求导电良好,还要与硅这种半导体材料形成良好的欧姆接触，这样才能起到提高光电转换效率的作用。ni，al，zn，sb等金属可以与半导体形成欧姆接触，有报道称锌浆可以作为一种良好的欧姆接触材料。铝作为价格相对便宜的贱金属，非常适合作为背面金属化所用的金属材料。铝-硅合金共融体促进了铝背场(bsf)的形成,同时金属铝与硅可以形成欧姆接触。研究表明，铝粉的颗粒大小、粉粒形态和浆料里铝粉所占比例等因素对浆料的电性能有很大影响。颗粒较小的铝粉的比表面积较大,经烧结后形成的电极表面致密、光洁。也有研究表明，对铝粉表面改性或是掺入部分其他金属粉料，能对电池性能改进起到积极作用。现有的硅太阳能电池的背电极浆料通常使用平均粒径在2-10μm的球形铝粉，印刷厚度为20-25μm，如果要抑制薄型硅基片的弯曲，就必须降低背电极的印刷厚度。但电极厚度降低，背电场(bsf)的形成会受到影响。因此，如何优化导电相铝粉的粒径级配，以研制出既能减少硅基片弯曲，同时又能与硅基片接触紧密、提高光电转换效率等性能的电极浆料是行业追求的目标。专利cn106251930中提供了一种用于电池片背电场的抗撕拉铝浆，所述抗撕拉铝浆成分包括：铝粉、玻璃粉和有机载体，其中玻璃粉为sio2-bao-zno-b2o3-bio3；专利cn201510719537也提供了一种晶体硅太阳能电池用铝浆及其制备方法，组分包括通用铝粉、纳米铝悬浮液、无机粘结剂、有机粘结剂和无机填料，其中无机粘结剂为三氧化二铋、二氧化硅、氧化锌、三氧化硼中的一种或几种。在本发明我们改进了现有的铝粉和玻璃粉无机粘结剂材料，调配不同粒径的铝粉，其中使用一定含量的超细铝粉，有效填充硅基片背表面的倒金字塔形凹陷以及大颗粒铝粉堆积所形成的孔洞，从而形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉sio2-bao-mgo-b2o3-bi2o3共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆及其制备方法，调配了不同粒径的铝粉，使用了一定含量的超细铝粉，形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉sio2-bao-mgo-b2o3-bi2o3共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆，包括以下重量份材料：其中，所述铝粉包括以下重量份材料：粒径为0.5-2.0μm球形铝粉20-25份，粒径为2.0-5.0μm球形铝粉55-70份，粒径为5.0-10.0μm球形铝粉30-35份；铝粉纯度均大于99.9％；其中，所述无铅玻璃粉为sio2-bao-mgo-b2o3-bi2o3，包括以下重量份的材料：60-65％bi2o3，16-18％b2o3，10-12％mgo，14-15％sio2，5-8％bao。这种无铅晶硅太阳能电池背场铝浆的制备方法包括：1)无铅玻璃粉制备：将sio2、bao、mgo、b2o3和bi2o3为原料，研磨，在900-1000℃下熔炼30-40min，淬水后烘干得到玻璃小颗粒，球磨即制得无铅玻璃粉；2)铝浆料制备：将松油醇、柠檬酸三丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、乙基纤维素以及触变剂、流平剂、偶联剂按比例混合，在95-100℃加热1-2h，得到透明澄清的粘稠液作为有机载体；将铝粉、无铅玻璃粉与有机载体按比例混合均匀，搅拌24h，再用三棍研磨机轧制，得到一定粘度的铝浆。优选地，所述触变剂为氢化蓖麻油。优选地，所述流平剂为卵磷脂。优选地，所述偶联剂为有机硅系化合物。本发明的有益效果是：1.本发明中调配了不同粒径的铝粉，粒径为0.5-2.0μm球形铝粉20-25份，粒径为2.0-5.0μm球形铝粉55-70份，粒径为5.0-10.0μm球形铝粉30-35份；一定含量的超细铝粉可以有效填充硅基片背表面的倒金字塔形凹陷以及大颗粒铝粉堆积所形成的孔洞，从而形成良好的铝硅接触区域，提高太阳能电池的光电转化效率，但是超细铝粉若含量过多、比表面积越大，则烧结过程中相应的收缩就越严重，电极膜层中的熔融状态的铝粉颗粒被挤压，突破电极膜层，形成铝珠。2.玻璃粉含量的变化，会影响残留玻璃粉的数量以及铝颗粒表面氧化层的厚度，进而改变铝颗粒之间的接触方式，从而影响铝膜电阻率。本发明中采用sio2-bao-mgo-b2o3-bi2o3系玻璃粉，使得铝颗粒形成很好的导电层，另一方面有效地减少了由于铝粉颗粒流动而产生的孔隙数量，因此电池片的耐水煮性能得到了显著提升。具体实施方式下面结合具体实施例方式对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1：1)无铅玻璃粉制备：称取以下重量份的材料：65％bi2o3，18％b2o3，12％mgo，14％sio2，5％bao；将sio2、bao、mgo、b2o3和bi2o3为原料，研磨，在1000℃下熔炼40min，淬水后烘干得到玻璃小颗粒，球磨即制得无铅玻璃粉；2)铝浆料制备：将松油醇5份、柠檬酸三丁酯6份、丁基卡必醇3份、丁基卡必醇醋酸酯7份、乙基纤维素0.5份以及氢化蓖麻油触变剂0.3份、卵磷脂流平剂0.5份、有机硅系化合物偶联剂0.5份按比例混合，在95℃加热1h，得到透明澄清的粘稠液作为有机载体；将铝粉70份、无铅玻璃粉3份与有机载体按比例混合均匀，搅拌24h，再用三棍研磨机轧制，得到一定粘度的铝浆；其中，铝粉包括以下重量份材料：粒径为0.5-2.0μm球形铝粉25份，粒径为2.0-5.0μm球形铝粉70份，粒径为5.0-10.0μm球形铝粉30份；铝粉纯度均大于99.9％。对比例1：相对于实施例1，对比例1中使用的铝粉包括以下重量份材料：粒径为2.0-5.0μm球形铝粉70份，粒径为5.0-10.0μm球形铝粉30份；铝粉纯度均大于99.9％。对比例2：相对于实施例1，对比例2中无铅玻璃粉为专利cn106251930中使用的sio2-bao-zno-b2o3-bio3系玻璃粉。实施例1，对比例1-2中制备的太阳能电池背场铝浆的性能结果：组别实施例1对比例1对比例2uoc0.63570.63410.6343isc8.788.698.72rs0.001380.001460.00144ff79.95179.87679.889η18.23518.19718.212数据显示，实施例1中效率相对于对比例1-2中有一定的提升，uoc、isc和ff也有所提高，rs有一定下降，这是由于本发明中调配了不同粒径的铝粉，使用了一定含量的超细铝粉，有效填充硅基片背表面的倒金字塔形凹陷以及大颗粒铝粉堆积所形成的孔洞，从而形成良好的铝硅接触区域，同时与玻璃粉sio2-bao-mgo-b2o3-bi2o3共同来制备铝浆料，提升了太阳能电池背场铝浆的效率。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。当前第1页12