[发明专利]一种晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料及其制备方法。

背景技术

当前关于太阳能电池的研究非常活跃，太阳能电池有望成为未来电力供应的主要支柱，晶体硅太阳能电池是光伏市场上的主导产品，而导电浆料是制作晶体硅太阳能电池的主要辅助材料。这类浆料主要由导电金属粉、无机玻璃粉、有机载体等混合轧制而成。金属粉作为导电相，它烧结后与基体硅层形成金属-硅合金，降低电极与硅界面的肖特基势垒；玻璃粉的主要作用是使固化膜层与基体硅牢固结合起来；有机载体控制浆料的流变特性，调节浆料的施工性能。

铝背场导电浆料为该类浆料的一种，它印刷在电池的整个背光面上，并形成PP+结，为电池提供部分的开路电压（Voc）。因此，铝导电浆料的性能好坏对电池的电性能和外观的优劣都有着重要的影响。目前对铝导电浆料的研究，一方面通过改进浆料配方提高电池的光电转换效率；另一方面是提升浆料的其他性能，如改善外观、提高铝膜表面光滑度、降低其对电池的翘曲度的影响等。

通过改变铝导电浆料的组成配方，提高晶体硅太阳电池的光电转换效率，这方面的研究很多。关于如何降低铝浆对电池片翘曲度的影响的研究也有不少，但专门针对如何改善铝浆烧结后的铝膜的外观的研究不多。

公开号为CN103123812A的中国专利公开了一种晶体硅太阳能电池铝浆，所述铝浆的组分及其重量份数为：铝粉80-85份、硼粉30-40份、银粉1-10份、有机载体2-8份、玻璃粉0.5-6份、钛酸酯偶联剂1-4份、硬脂酸锌0.05-2份。

该浆料虽然可以抑制烧结后的电池片弯曲，但是其光电转换效率低、铝背场的表面粗糙，有龟裂纹。

发明内容

本发明为解决现有的太阳能电池铝背场导电浆料在烧结后存在表面粗糙、有龟裂纹的技术问题，提供一种表面光滑、没有龟裂纹的太阳能电池铝背场导电浆料及其制备方法。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料，所述导电浆料包括铝粉、无机玻璃粉、有机载体及防龟裂纹添加剂；所述防龟裂纹添加剂为氧化硼粉和/或无定形硼粉。

本发明还提供了该晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料的制备方法，将无机玻璃粉和防龟裂纹添加剂分散于有机载体中，然后加入铝粉，研磨即得到晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料。

本发明的晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料中，添加了一定量的防龟裂纹添加剂氧化硼粉和/或无定形态硼粉。采用本发明的铝背场导电浆料丝网印刷在晶体硅太阳电池的背光面上，过隧道炉烧结后的铝膜表面无龟裂纹，表面美观、光滑，无铝疱铝珠现象，电池片翘曲度、与硅衬底的附着力、光电转换效率等性能均符合行业要求。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池铝背场导电浆料，所述导电浆料包括铝粉、无机玻璃粉、有机载体、防龟裂纹添加剂；所述防龟裂纹添加剂为氧化硼粉和/或无定形硼粉。

本发明的发明人发现公开号为CN103123812A的专利中，虽然因铝浆加入较多的硼粉，可抑制烧结后电池片的弯曲，但是，硼粉比铝粉的导电性能差很多，而且，在目前常规的烧结温度下，硼与硅不容易形成合金，因此采用该浆料制备的太阳能电池，其光电转换效率有可能有较大程度的下降，并且，采用该浆料制备的太阳能电池的铝背场表面仍存在表面粗糙，有龟裂纹，若粗糙严重，则对后续制备电池组件产生不利的影响。

本发明的发明人经过大量的实验得出，铝导电浆料的导电金属铝粉，其表面覆盖一定厚度（一般在10-20nm）的氧化铝，在铝浆料过烧结炉烧结时，当温度高于导电浆料中玻璃粉的熔融温度时，铝粉表面的氧化铝与玻璃粉发生融蚀作用，从而导致该氧化铝膜破裂，其中新鲜的铝单质体被剥离出来，与硅衬底接触的那部分铝与硅形成硅铝合金层，该硅铝合金层形成PP+结。铝单质之间相互接合形成背场的主体层，铝粉与铝粉之间融合处可发生结晶，如果玻璃粉的流动性很弱，所采用铝粉的比表面积大，吸油量大，则玻璃粉的熔融液可能不能充分填充铝粉之间的晶界，从而在晶界处呈现出龟裂纹。