[发明专利]一种具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电浆料，具体涉及一种具有宽烧结工艺窗口的的太阳能电池背铝浆料。

背景技术

太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。太阳能电池背铝浆料是太阳能电池电子浆料的主要组成部分，它在太阳能电池生产中主要是用来制作背电场。在烧结过程中，背铝浆料中的铝粉颗粒与硅基板形成硅铝合金并在硅的表面形成掺铝的P+外延层，即铝背场。铝背场的作用主要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。考量背铝浆料的综合性能时，背铝浆料的烧结工艺窗口的宽窄和生产成本都是重要的考量指标。

目前，太阳能电池背铝浆料多采用单一粒径的铝粉为导电体，其缺点为铝粉的烧结活性单一，不利于实现宽烧结工艺窗口。相比之下，使用多粒径分布的铝粉的混合物作为背铝浆料的导电体，如申请号为201010264080.3的中国专利中公开的一种使用3-5μm的细铝粉和6-8 μm的粗铝粉的混合物作为导电体的背铝浆料，由于其中的粗细铝粉具有不同的烧结活性，该背铝浆料具有较低的接触电阻，同时高温烧结时也不易出现铝苞，该铝浆具有较宽的烧结工艺窗口。另外，目前的背铝浆料中多掺杂硼、铟、镓、铊单质或化合物，如申请号为200810047523.6中国专利中公开的一种环保型硅太阳能电池背电场铝浆，该铝浆中添加了硼、铝、镓、铟有机化合物中的一种或几种，这些掺杂剂在高温下可促进P+铝背场的形成，提高电池片的开路电压。但是掺杂剂的成本占到铝浆成本的10-20%，不利于市场竞争。因此，制备一种性能优异、成本低廉且具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料构成了太阳能电池生产中的一个关键技术要点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种性能优异、成本低廉且具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料。

本发明需要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种具有宽烧结工艺窗口的太阳能电池背铝浆料，其组分及其重量百分数为：平均粒径为4-6μm的粗铝粉40-50%、平均粒径小于3μm的细铝粉10-30%、无机粘合剂0.5-4%、掺杂剂0.1-10%、有机载体10-15%、溶剂5-20%、余量为助剂；其中，各组分的重量百分数之和为100%。

为了匹配粗细不同的铝粉的烧结，上述无机粘合剂由重量百分数为40-60%的玻璃粉A和40-60%的玻璃粉B组成，玻璃粉A和玻璃粉B的重量百分数之和为100%，且玻璃粉A 的软化点小于玻璃粉B的软化点。软化点高低不同的两种玻璃粉混合粉使用，既可有效地粘合粗细不同的铝粉，同时又避免玻璃粉的过度流延产生铝苞或铝珠。

优选的技术方案可以是，上述玻璃粉A 和玻璃粉B中至少有一种为无铅玻璃粉。

进一步优选的技术方案可以是，玻璃粉A 的组成及其重量百分数为：氧化铅30-50%、氧化硼5-15%、氧化硅21-29%、氧化锌5-20%、氧化钙1-10%、氧化锡1-5%，其中玻璃粉各组分重量百分数之和为100%；玻璃粉B 的组成及其重量百分数为：氧化铋20-40%、氧化硼5-15%、氧化硅21-29%、氧化锌5-30%、氧化钙1-10%、氧化锡1-5%，其中玻璃粉各组分重量百分数之和为100%。

为了保证玻璃粉的粘接铝粉的效果更加均匀，同时保证避免玻璃粉过度流延，所用的玻璃粉的粒径要适中，因此进一步优选的技术方案可以是，玻璃粉A和玻璃粉B的中值粒径<2μm，最大粒径<5μm。

为了进一步促进P+铝背场的形成，提高电池片的开路电压，优选的方案可以是，上述的掺杂剂为铝硼合金粉。

进一步的优选方案可以是，上述铝硼合金粉采用喷雾法制成，喷雾气体介质为氩气。

上述有机载体为太阳能电池背铝浆料通用有机载体；上述溶剂为太阳能电池背铝浆料通用溶剂；上述助剂为太阳能电池背铝浆料通用助剂。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：本发明在配方上将不同烧结活性的铝粉与具有高低不同软化点的玻璃粉混合物搭配使用，铝粉在较宽的烧结温度范围内形成致密的铝膜结构，玻璃粉既可有效地粘接粗细不同的铝粉，又可避免玻璃粉的过度流延产生铝苞或铝珠，使得该太阳能电池背铝浆料具有宽烧结工艺窗口；少量铝硼合金粉作为掺杂剂，可以进一步提高电池片的开路电压，提高电池片的电性能，同时由于没有使用昂贵的三价金属单质或化合物作为掺杂剂，降低了背铝浆料乃至电池片的生产成本。

具体实施方式