一种高效低翘曲晶体硅太阳能电池导电铝浆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶体硅太阳能背面铝浆组合物技术领域，具体涉及一种包含掺杂二氧 化锡的超细颗粒的高效低翘曲晶体硅太阳能电池导电铝浆。
【背景技术】
[0002] 在全球能源危机的大环境下，太阳能电池越来越受到各国的重视。年增长速度高 达40%以上。在目前晶硅太阳能电池的生产中，绝大多数均采用P型晶硅太阳能电池片的 背面印刷铝浆，经过烧结形成铝背场。经过多年的发展，铝背场的生产工艺已经趋向成熟、 稳定，对铝背场的各项研究也日益深化，这些都决定了在今后相当一段时间内铝背场仍将 被广泛用于晶体硅太阳能电池生产。
[0003] 随着硅片厚度的不断降低，电池片的翘曲现象变得更为严重，从而导致太阳能电 池产品良率降低而导致成本增加。因此需要不断地提高铝浆的性能，保证电池片高的光电 转换效率同时降低电池片的翘曲度。
[0004] 日本专利JP2001313402公布了通过用Si粒子部分替代浆料中的A1粉来降低铝 膜的膨胀系数，从而达到降低和抑制电池片翘曲度的方法。然而，要明显降低铝膜的热膨胀 系数达到硅晶片同等级别，把翘曲控制在所要求的水平范围内，浆料中必须大量添加Si粒 子，这样将会显著降低铝背场的特性，从而严重损害电池片性能。
[0005] 日本株式会社村田制作所申请的专利JP2004134775中公布了在浆料中加入于浆 料有机体难溶或不溶的有机化合物粒子或碳粒子，从而达到降低电池片翘曲的方法。众所 周知，浆料中的难溶性或不溶性有机粒子或碳粒子在烧结后会形成较高的碳残留，这些碳 多为不导电碳，虽能增加应力释放降低电池片翘曲度，但会使铝膜的导电性下降。
[0006] 此外美国专利出版物N0. 2009/0255583公开了一种含有有机锡组分的铝浆料； 专利CN 102496418 A公开了一种添加含钛氧化物的铝浆料；专利CN 103500597 A公开了 一种添加功能化石墨烯的铝浆料；专利CN 103106949 A公开了一种添加高导热性惰性无 机填料的铝浆料。但是，这些添加剂也存在着以下的一种或是多种问题：添加剂本身导电性 能差，影响电池片的电性能；添加剂与铝浆的成分相差很远，影响产品的综合性能；添加剂 自身存在着团聚严重，难以分散等问题。因此仍然需要一种在保证电池片高的光电转换效 率同时，更为有效地抑制翘曲现象的铝浆料。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高效低翘曲晶体硅太阳 能电池导电铝衆，可降低电池片的翘曲，保证光电转化效率。
[0008] 为实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种高效低翘曲晶体硅太阳能电池 导电铝浆，其特征在于，其组分包括： 铝粉； 有机载体； 至少一种无机粘接剂； 掺杂二氧化锡导电粉体； 其中，掺杂二氧化锡导电粉体为选自锑掺杂的二氧化锡（ATO)、铟掺杂的二氧化锡 (ITO)、氟掺杂的二氧化锡（FTO)、钨掺杂的二氧化锡（WTO)、铝掺杂的二氧化锡（TOA)中的 至少一种。
[0009] 铝浆中添加掺杂二氧化锡导电粉体，金属离子如锑离子、铟离子、钨离子、氯离子 替代二氧化锡晶体结构中锡离子的位置，使氧化锡晶体形成氧缺位提供导电电子，载流子 浓度升高，电阻率降低。具有可见光谱区透光率高和电阻率低；氟掺杂的二氧化锡氟原子替 代二氧化锡晶体结构中氧的位置或形成间隙氟原子，同时释放出一个电子，表现出优良的 导电能力，电阻率降低。掺杂的二氧化锡导电粉体均匀分散到铝浆中，能起到释放由铝硅热 膨胀系数差异引起的应力的作用，从而降低电池片的翘曲；同时掺杂的二氧化锡导电粉体 具有良好的导电性能，虽然作为异相应力释放中心引入，但并不影响铝导电层的导电性，因 此实现了硅基太阳能电池片低翘曲和高光电转换效率。
[0010] 优选的技术方案为，以导电铝浆总重量为基准，掺杂二氧化锡导电粉体占 0· 01% ~1%〇
[0011] 铝粉、掺杂二氧化锡导电粉体和无机粘接剂粒径小，比表面积大，之间容易发生团 聚，为了使铝粉、掺杂二氧化锡导电粉体和无机粘接剂在有机载体中均匀分散，优选的技术 方案为，其组分还包括分散剂，以导电铝浆总重量为基准，分散剂占0. 05-3%。分散剂可以均 匀吸附到铝粉、掺杂二氧化锡导电粉体和无机粘接剂的表面，发挥静电稳定和空间位阻稳 定作用。
[0012] 优选的技术方案为，以导电铝浆总重量为基准，铝粉（a)占70~80%，有机载体占 15~25%，无机粘接剂占0. 1~5%。
[0013] 优选的技术方案为，掺杂二氧化锡导电粉体的平均粒径为0. 01~10 μ m，无机粘 接剂的平均粒径为〇. 01~10 μ m，铝粉由平均粒径1~3μπι和5~7μπι两种铝粉混合而 成。
[0014] 为了避免分散剂的烧结残留对铝浆性能产生影响，通常采用有机分散剂改善粉体 的分散，优选的技术方案为，分散剂为选自脂肪酸类、脂肪族酰胺类、脂肪族酯类、金属皂 类、石蜡类、低分子蜡类分散剂中的至少一种。
[0015] 为了保证铝浆具有合适的粘度和流变特性，优选的技术方案为，有机载体由树脂 和有机溶剂组成，以导电铝浆总重量为基准，树脂占0. 5~5%，有机溶剂占10~24. 5%。
[0016] 为了保证铝浆烧结树脂不产生灰分，保证铝电极的导电效率，优选的技术方案为， 树脂为选自乙基纤维素树脂、醇酸树脂、丙烯酸酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、醋酸丁酸纤维素 树脂、醋酸丙酸纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂、松香树脂之中的至少一 种。
[0017] 为了保证铝浆具有较好的阶梯挥发特性，优选的技术方案为，溶剂为选自松油醇、 苯甲醇、二乙二醇、二丙二醇、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚、 二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇乙醚醋酸酯、二丙二醇丁醚醋酸酯、 乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇乙醚醋酸酯、十二醇酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯 之中的至少两种混合而成。
[0018] 本发明的优点和有益效果在于： 掺杂的二氧化锡导电粉体均匀分散到铝浆中，在烧结后的铝导电层中成为异相应力释 放中心，起到释放由铝硅热膨胀系数差异引起的应力的作用，从而降低电池片的翘曲。
[0019] 掺杂的二氧化锡导电粉体具有良好的导电性能，虽然作为异相应力释放中心引 入，但并不影响铝导电层的导电性，实现了在降低硅基太阳能电池片翘曲的同时，保证太阳 能电池高的光电转换效率。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更 加清楚地说明本发明