[发明专利]高性能环保型太阳能电池铝导电浆料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电浆料制备技术领域，特别涉及一种太阳能电池铝导电浆料的制备方法。 

背景技术

太阳能电极导电浆料属于电子信息材料之一，导电浆料作为硅太阳能电池中常用的结构材料，直接关系到电池的转换效率和稳定性，该技术在LED(液晶显示器件)、LTCC(低温共烧结陶瓷电路板)、陶瓷电容、新型集成电路、航天航空等领域也有重要的应用。 

公告号为CN100446277C的中国专利公报公开了一种硅太阳能背场铝导电浆料组成及制备方法，该浆料由导电铝粉70-80％、含铅玻璃粘合剂1-10％；有机载体15-30％组成，有机载体由有机溶剂和有机添加剂组成，有机溶剂为松油醇、醚类中的任一种或它们的组合；所述有机添加剂为乙基纤维素、松香、酚醛树脂中的一种或一种以上的组合。上述技术方案存在如下不足之处：(1)所述铝导电浆料中成份含有铅，对环境造成极大污染。(2)玻璃粉烧结工艺单一，制得的玻璃粉与硅片的线膨胀率差异较大，使得烧制后成品成功率较低。(3)有机载体基本都是单一树脂，其触变性以及烧结过程中防止金属粉氧化的能力较差。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池铝导电浆料的制备方法，用该方法制得的铝导电浆料不含铅，解决了环境污染问题，在制备过程中所获得的无铅玻璃粉的线膨胀系数与硅片接近，提高了烧制后的成功率。 

本发明所提出的技术方案是这样的：一种高性能环保型太阳能电池铝导电浆料的制备方法，所述铝导电浆料的制备步骤为： 

(1)玻璃粉的制备 

玻璃粉按重量百分比Al₂O₃ 8～15％；SiO₂ 20～40％；V₂O₂ 1～5％；NiO 0～3％；ZnO 6～10％；Bi₂O₃ 32～40％；Sb₂O₃ 4～6％；Cr₂O₃ 0～2％；Fe₂O₃ 5～10％；总量100％，配制成玻璃氧化物粉；将配好的玻璃粉混合均匀，装入瓷坩埚中，放入硅碳棒炉，以30～50℃/s速率升温预热至400～700℃保温0.5h，再以50-80℃/s速率升温至1200～1500℃，熔炼3h，水淬，烘干至含水量小于5％，再放入1200～1500℃炉中3h，水淬，破碎后放入球磨机中，控制ZrO2球∶玻璃粉∶去离子水＝2∶1∶0.5，球磨至粒度4-5μm，烘干备用。 

(2)无机粘合剂玻璃金属粉的制备 

将重量百分比1～5％铟粉、1～3％P₂O₅加入到制好的玻璃粉中，总量100％，均匀混合后，用速度为1000～1500转/分的粉碎机转1分钟后获得粒度为2-5μm的无机粘合剂玻璃金属粉； 

(3)有机载体的制作： 

按重量百分比将复合纤维素1～3％；松香改性醇酸树脂1～5％；硬脂酸钙或硬脂酸锌0.5～5％，松油醇30～60％；二甘醇单甲醚或二甘醇单丁醚1～10％；添加剂30～50％；总量100％；其中复合纤维素选用两种不同粘度的乙基纤维素组成：220cps纤维素∶100cps纤维素＝1∶5～4∶6；添加剂包括二甘醇单丁醚醋酸酯、十六醇、葑醇、苯氧乙醇、刺柏烯、苯甲醇中的一种或一种以上； 

(4)选用2-5μm的C粉以备用； 

(5)铝导电浆料的配制： 

该浆料由重量百分比为75～85％的已被氮化铝包裹的铝粉、9～20％的有机载体、3～4％的无机粘合剂玻璃金属粉、1～3％的C粉组成，总量100％，混合后，用三辊机研磨至粒度达15-30μm，得到粘度为25000-35000mpa·s的产品。 

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果： 

(1)由于用Fe₂O₃和Sb₂O₃中的一种或两种进行掺杂后的无铅玻璃粉能够降低玻璃粉的软化温度(430～520℃之间)、降低烧结后的方阻，从而，提高了光电转化率。 

(2)经过分段升温、多次水淬后的玻璃粉线膨胀系数与硅接近；而C粉的加入，能够在烧结结束后，形成微型空穴，极大的减少电极烧结过程中产生的应力，得出的成品弯曲度小，从而提高了烧结合格率。