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CN106782756B - 一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于太阳能电池用背场铝浆领域，特别涉及一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆及其制备方法和应用。铝浆包括铝粉、渗透辅助剂、偶联剂、粘结剂、有机载体；在电池背表面形成一层钝化层后，直接将该铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成电极膜，烘干，即可使铝浆渗透至太阳电池的衬底表面，形成了良好的欧姆接触。

Description

一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于太阳能电池用背场铝浆领域，特别涉及一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆及其制备方法和应用。
背景技术
钝化膜是晶体硅太阳能电池的重要部件，可以降低载流子复合，提高转化效率；还可以改善接触，降低接触电阻，增加并联电阻；同时，它还具有减反射作用。
在电池背表面形成了一层钝化层后，还需要于该钝化膜上采用丝网印刷的方法将铝浆制备成条形状局域接触和背面点接触，因为钝化膜的存在，在正常的烧结状态下，铝浆很难穿透钝化膜，无法形成良好的欧姆接触，导致串联电阻增大，降低电池片光电转化效率。
为了使得印刷上去的背场铝浆和太阳电池的衬底有良好的欧姆接触、收集电流，往往会对钝化膜进行如下处理：通过激光开孔法在钝化膜上形成若干贯穿型的孔洞，从而使涂覆在钝化膜表面的铝浆能够通过孔洞与太阳能电池的衬底实现接触，但这一技术需要依靠一整套的设备，工艺复杂，产生的成本高；或者还可以通过化学腐蚀法在复合钝化膜上采用硅浆料丝网印刷具有点接触图案的硅浆层，然后采用化学腐蚀液腐蚀掉复合钝化膜中未被硅浆层覆盖的区域，再上铝浆，但化学腐蚀又不可避免会产生污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆，按重量份数计算包括：
其中，渗透辅助剂为氟硅酸铵，本专利发现采用该物质对铝粉进行预处理后，能够有效地促进铝粉渗透通过钝化层与太阳电池的衬底形成良好的欧姆接触，
偶联剂为钛酸酯偶联剂，有助于提高铝粉在浆料中的分散性，
粘结剂为环氧树脂型粘结剂、有机硅树脂型粘结剂、二甲苯树脂型粘结剂中的一种或几种的组合，
有机载体由乙基纤维素与松油醇按1：10的质量比混合均匀而成。
本发明还提供了一种上述铝浆的制备方法，具体步骤为：
(1)配制有机载体，
在搅拌状态下将松油醇加热至65～75℃，向其中加入乙基纤维素后继续搅拌至乙基纤维素溶解，自然冷却至常温(25℃，下同)；
(2)将铝粉与渗透辅助剂混合均匀，得到经预处理的铝粉；
(3)向步骤(1)的有机载体中先加入偶联剂并充分分散，再加入步骤(2)中得到的经预处理的铝粉充分搅拌，最后加入粘结剂搅拌均匀得到铝浆。
本发明还提供了一种上述铝浆的应用：在电池背表面形成一层钝化层后，直接将该铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成电极膜，烘干。
本发明的有益效果在于：相比于现有的铝浆涂覆技术，本发明无需对电池组件进行腐蚀、破坏即可使铝浆渗透至太阳电池的衬底表面，形成了良好的欧姆接触。操作方便、无污染。
具体实施方式
实施例1
(1)配制有机载体，
在搅拌状态下将25重量份的松油醇加热至70℃，向其中加入2.5重量份的乙基纤维素后继续搅拌至乙基纤维素完全溶解，自然冷却至常温；
(2)将72重量份的铝粉与3重量份的氟硅酸铵混合研磨均匀，得到经预处理的铝粉；
(3)向步骤(1)得到的有机载体中先加入1.2重量份的偶联剂TMC-101并充分分散，再加入步骤(2)中得到的经预处理的铝粉充分搅拌，最后加入4重量份的电子浆料用环氧树脂型粘结剂搅拌均匀得到铝浆。
在125mm×125mm的单晶硅片的背表面形成一层钝化层后，直接将本实施例制备的铝浆通过250目丝网印刷在钝化面上形成铝电极膜，进马弗炉220℃烘干，烘干以后铝电极膜层无脱落；然后换另一面印刷正面银浆，进马弗炉烧结，烧结后测试其电性数据为：平均多晶硅太阳能电池光电转换效率为22.4％。
对比实施例1
相比于实施例1未加入任何氟硅酸铵，其余各组分(及含量)、操作均同实施例1：
直接将本对比实施例制备的铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成铝电极膜，具体操作也同实施例1。烧结后测试其电性数据为：平均多晶硅太阳能电池光电转换效率为10.6％。
实施例2
(1)配制有机载体，
在搅拌状态下将28重量份的松油醇加热至75℃，向其中加入2.8重量份的乙基纤维素后继续搅拌至乙基纤维素完全溶解，自然冷却至常温；
(2)将75重量份的铝粉与3.5重量份的氟硅酸铵混合研磨均匀，得到经预处理的铝粉；
(3)向步骤(1)得到的有机载体中先加入1.4重量份的偶联剂TMC-101并充分分散，再加入步骤(2)中得到的经预处理的铝粉充分搅拌，最后加入4重量份的电子浆料用有机硅树脂型粘结剂搅拌均匀得到铝浆。
直接将本对比实施例制备的铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成铝电极膜，具体操作同实施例1。烧结后测试其电性数据为：平均多晶硅太阳能电池光电转换效率为21.2％。
对比实施例2
采用等摩尔量的“氟硅酸钠”代替实施例2中的“氟硅酸铵”，其余各组分(及含量)、操作均同实施例2：
直接将本对比实施例制备的铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成铝电极膜，具体操作也同实施例2。烧结后测试其电性数据为：平均多晶硅太阳能电池光电转换效率为9.8％。

Claims (6)

1.一种具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆，其特征在于：所述的铝浆按重量份数计算包括，
所述的渗透辅助剂为氟硅酸铵。
2.如权利要求1所述的具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆，其特征在于：所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
3.如权利要求1所述的具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆，其特征在于：所述的粘结剂为环氧树脂型粘结剂、有机硅树脂型粘结剂、二甲苯树脂型粘结剂中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的具有渗透性的太阳能电池用背场铝浆，其特征在于：所述的有机载体由乙基纤维素与松油醇按1：10的质量比混合均匀而成。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的铝浆的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，
(1)配制有机载体；
(2)将铝粉与渗透辅助剂混合均匀，得到经预处理的铝粉；
(3)向步骤(1)的有机载体中先加入偶联剂并充分分散，再加入步骤(2)中得到的经预处理的铝粉充分搅拌，最后加入粘结剂搅拌均匀得到铝浆。
6.一种如权利要求1至4任一项所述的铝浆的应用，其特征在于：所述的应用为，在电池背表面形成一层钝化层后，直接将所述的铝浆通过丝网印刷在钝化面上形成电极膜，烘干。
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