[发明专利]一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆及其制造方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆及其制造方法。属于太阳能电池制备技术领域。

技术背景

太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁型能源，随着煤炭，石油等不可再生能源的日益枯竭，开发、利用太阳能成为近些年的热点。太阳能电池是将太阳能转变电能的一种半导体器件，它将成为利用太阳能的重要手段之一。

目前晶体硅太阳能电池是市场上的主导产品，晶体硅太阳能电池的基本结构由p型硅基板，n型层，减反射膜(TiO₂，SiO₂或Si₃N₄)，正面银电极，铝背场电极和背面银电极组成。其中铝背场是通过丝网印刷铝浆在晶硅电池的背面形成的。在烧结过程中，铝浆中的铝粉颗粒和硅基板形成铝硅合金，并在硅的表面形成掺铝的P⁺外延层，也就是BSF。铝背场的主要作用是降低背电场的表面复合速率，增加少子寿命，从而提高开路电压。

目前市场上所用的有些铝浆中所含玻璃粉的线膨胀系数较高在电池烧结过程中，由于玻璃粉、铝粉与硅基板线膨胀系数的差别，导致背场产生铝包，翘曲，开裂，灰分等问题，严重影响电池的生产质量，降低电池的光电转换效率。在专利CN 100446277C所介绍的铝浆中了添加Ga，In，Tl等功能元素，有提高电池效率的作用，但是Ga，In价格昂贵，Tl为有毒物质，都对工业化生产不利。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理、制备工艺简单、制备的铝浆与太阳能电池硅基板附着力强、浆料的生产成本低、可有效提高提高太阳能电池光电转换效率的制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆及其制造方法

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆，由下述组分按重量百分比(wt％)组成：

铝粉40～80％，

铝硅合金粉3～45％，

无铅玻璃粉0.5～10％，

有机溶剂10～26％，

增稠剂2～12％，

有机助剂0.3～6％。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述铝粉的粒径小于12μm，形状为球形或类球形。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述的铝硅合金粉的化学式为Al_1-XSi_X(X＝0.01～0.2)，粉末粒径控制在D50为5～8μm，氧含量小于100ppm。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述无铅玻璃粉粒径为4～5μm，由下述组份按重量百分比组成：

Bi₂O₃20～60％，

SiO₂5～20％，

ZnO10～50％，

SnO₂2～15％，

Al₂O₃1～10％，

Sb₂O₃2～15％，以及K₂O、CaO、BaO、MnO₂中的至少一种，总含量为1～15％；各组分重量百分之和为100％。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述的有机溶剂为松油醇和柠檬酸三丁酯，总含量为10～26％。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述的增稠剂为乙基纤维素或硝基纤维素，含量为2～12％。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，所述的有机助剂为流平剂、消泡剂、表面活性剂和防沉剂，有机助剂的总含量为0.3～6％。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆中，铝硅合金粉采用喷雾法制成，喷雾气体介质为氩气。

本发明一种制备晶硅太阳能电池铝背场的铝浆的制造方法，包括下述步骤：

第一步：有机载体的配制

根据所配浆料重量，按重量比分别取有机溶剂15～30％、增稠剂4～12％、有机助剂0.3～6％混合后加热至60～80℃，搅拌至各组分全部互溶，制得有机载体；

第二步：无铅玻璃粉的制备