一種晶體硅太陽能電池用鋁漿及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種晶體硅太陽能電池用鋁漿，還涉 及該種晶體硅太陽能電池用鋁漿的制備方法。
【背景技術】
[0002] 晶體硅太陽能電池一直是太陽能電池領域內發展最為迅速，市場最大的一類，其 中作為晶體硅太陽能電池陽極材料的鋁漿，其主要由導電相、無機粘結劑、添加劑、有機載 體組成。配好的鋁漿采用絲網印刷在硅片表面后再與銀漿共燒結。但采用現有的材料及工 藝，在燒結后鋁漿料易出現硅片附著力不佳、鋁膜表面易出現微裂紋等缺陷。本發明人經過 研究發現，主要是有機相在燒結過程中揮發過快，導致鋁與多晶硅間產生較多孔隙，且印刷 后濕的鋁膜因為有機相的揮發也未能在燒結時及時形成致密的鋁膜，從而出現微裂紋的缺 陷。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題就是提供一種晶體硅太陽能電池用鋁漿，附著力好， 鋁膜表面無微裂紋。
[0004] 本發明的另一目的是提供該種晶體硅太陽能電池用鋁漿的制備方法，工藝條件簡 單，成本低廉。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種晶體硅太陽能電池用鋁漿， 包括以下組分，各組分質量百分比為：
[0006] 通用鋁粉 50~80%; 納米鋁懸浮液 1~15%; 無機粘結劑 1~13%;
[0007] 有機粘結劑 1~30%:; 無機填料 0. 1~1%:
[0008] 各組分的質量百分比之和為100%。
[0009] 本發明通過增加納米鋁懸浮液組分，有效解決了現有技術在燒結后鋁漿料易出現 硅片附著力不佳、鋁膜表面易出現微裂紋等技術問題。具體機理如下：由于納米鋁懸浮液是 納米級的鋁粉被有機溶劑包裹后得到的，在鋁漿印刷后進行燒結時，外層有機溶劑包覆物 揮發后，納米鋁粉因為金屬的納米效應，小于IOOnm時可極大的降低金屬的熔點；而且，鋁 漿料燒結時在有機溶劑包覆物揮發分解的同時，納米鋁粉即開始熔解并流動，從而填補通 用鋁粉與硅表面的孔隙，從根本上提高鋁與硅的解除面積，形成更多有效的鋁漿的背電場， 并解決了硅片附著力不佳及鋁膜表面的微裂紋的問題。為了消除燒結過程中產生的內應 力，減小電池片的翹曲，添加少量無機填料，可以達到有效降低電池片翹曲的目的。
[0010] 優選的，包括以下組分，各組分質量百分比為：
[0011] 通用鋁粉 60~70%; 納米鋁懸浮液 8~15%; 無機粘結劑 10~13%; 有機粘結劑 7~15%; 無機填料 0. 1 '、.1%;
[0012] 各組分的質量百分比之和為100%，其中，無機填料為納米氧化硅。
[0013] 優選的，包括以下組分，各組分質量百分比為：
[0014] 通用鋁粉 61.5%:; 納米鋁懸浮液 15%; 無機粘結劑 13%;
[0015] 有機粘結劑 10%; 納米氧化娃 0. 5%&
[0016] 優選的，包括以下組分，各組分質量百分比為：
[0017] 通用鋁粉 64.5%:;: 納米鋁懸浮液 13%; 無機粘結劑 有機粘結劑 10%; 納米氧化鞋 0. 5%c
[0018] 優選的，包括以下組分，各組分質量百分比為：
[0019] 通用鋁粉 68%; 納米鋁懸浮液 10%; 無機粘結劑 12. 5%·,: 有機粘結劑 9%; 納米氧化硅 0. 5%。
[0020] 優選的，所述通用鋁粉由粒徑分別為6~7微米和1~2微米的球形鋁粉按照4:1 的質量比混合而成。
[0021] 優選的，所述納米鋁懸浮液的制備方法如下：取粒徑為20~SOnm的納米鋁粉于二 甲苯溶液中，同時加入乙烯基吡咯烷酮單體，得到的混合溶液用超聲波分散IOmin后加入 偶氮類引發劑，于60°C溫度、氮氣氣氛下引發聚合反應，充分反應后使用高速離心機進行固 液相分離，提取下層固相加入等量二甲苯配置而得到納米鋁懸浮液。
[0022] 由于納米級鋁粉反應活性高，不可直接將鋁粉保存在醇類、水或者含有較高反應 活性物質的溶劑混合物中，本發明為避免納米鋁粉在存放及鋁漿配置過程中表面被氧化， 因此預先對使用的納米鋁粉在乙烯基吡咯烷酮單體中進行反應性包覆，在鋁粉表面形成一 層有機包覆膜，從而避免納米鋁粉因為使用、存儲、轉移的操作不當表面被氧化而影響鋁漿 的背電場效率。
[0023] 使用二甲苯、苯類等與水不能互溶的有機溶劑在超聲波中清洗納米鋁粉，清洗后 納米鋁粉表面被二甲苯類有機溶劑包覆，在納米鋁粉表面形成有機包覆膜，避免納米鋁粉 粉體的團聚，但同時被二甲苯包覆的納米鋁粉在后期漿料配置過程中，納米鋁粉外表面的 有機包覆膜極易被其他有機溶劑破壞。因此本發明采用將二甲苯包覆的納米鋁粉與乙烯基 吡咯烷酮單體（簡稱NVP單體）、偶氮類引發劑偶氮二異丁腈（簡稱AIBN)等在二甲苯溶液 中進行單體引發，得到聚乙烯吡咯烷酮包覆的納米鋁粉。并以此包覆鋁粉加入到最終的鋁 漿配比中，極大的提升現有鋁漿的性能。
[0024] 優選的，所述無機粘結劑為三氧化二鉍、二氧化硅、氧化鋅、三氧化硼中的一種或 幾種。
[0025] 優選的，所述有機粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚苯硫 醚樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、乙基纖維素、硝酸纖維素中的一種或幾種。
[0026] 該種晶體硅太陽能電池用鋁漿的制備方法，按照比例稱取各組分，使用分散機混 合均勻后，用三輥研磨機研磨至粒徑為15~20微米，粘度為25000~35000mPa *s，即可得 到晶體硅太陽能電池用鋁漿。
[0027] 與現有技術相比，本發明的優點是：本發明通過增加納米鋁懸浮液組分，由于納米 鋁懸浮液是納米級的鋁粉被有機溶劑包裹后得到的，在鋁漿印刷后進行燒結時，外層有機 溶劑包覆物揮發后，納米鋁粉因為金屬的納米效應，小于IOOnm時可極大的降低金屬的熔 點；而且，鋁漿料燒結時在有機溶劑包覆物揮發分解的同時，納米鋁粉即開始熔解并流動， 從而填補通用鋁粉與硅表面的孔隙，從根本上提高鋁與硅的解除面積，形成更多有效的鋁 漿的背電場，并解決了硅片附著力不佳及鋁膜表面的微裂紋的問題。另外，為了消除燒結過 程中產生的內應力，減小電池片的翹曲，添加少量無機填料納米氧化硅，可以達到有效降低 電池片翹曲的目的。
[0028] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步描述：
【具體實施方式】
[0029] 本發明一種晶體硅太陽能電池用鋁漿實施例1，包括以下組分，各組分質量百分比 為：
[0030] 通用鋁粉 61.5%; 納米鋁懸浮液 15%; 無機粘結劑 13%; 有機粘結劑 10%; 納米氧化娃 0. 5%。
[0031] 所述通用鋁粉由粒徑分別為6~7微米和1~2微米的球形鋁粉按照4:1的質量 比混合而成。
[0032] 所述納米鋁懸浮液的制備方法如下：取粒徑為40nm的納米鋁粉于二甲苯溶液中， 同時加入乙烯基吡咯烷酮單體，得到的混合溶液用超聲波分散IOmin后加入偶氮類引發