一種復合太陽能電池鋁漿的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合太陽能電池鋁漿的制備方法，屬于太陽能電池用光伏材料技術領域。本發明將鋁灰、乙醇混合過濾，濾渣煅燒加入鹽酸攪拌，收集濾液與檸檬汁混合，加入纖維素、大豆油和琥珀微波處理，并加入由廢棄蘑菇培養基與葡萄糖浸泡后的過濾液，保溫反應通電，加入氫氧化鈉、氯乙烷，反應過濾收集濾渣與乙烯基三乙氧基硅烷、丁基卡必醇及硅酸鈉進行研磨，經真空脫泡，從而得到復合太陽能電池鋁漿的制備方法。實例證明，本發明操作簡便，且漿料中無任何有毒有機粘合劑，提高效率的同時對于人體無任何危害，最終制得的復合太陽能電池鋁漿能夠使得鋁膜與硅基片之間形成良好的歐姆接觸，翹曲度低，光電轉換效率高，且不易脫落。
【專利說明】
一種復合太陽能電池鋁漿的制備方法
技術領域
[0001]本發明公開了一種復合太陽能電池鋁漿的制備方法，屬于太陽能電池用光伏材料技術領域。【背景技術】
[0002]太陽能電池發電具有其它發電方式所不具備的優勢，例如不消耗燃料、規模能夠靈活組合、不受地域限制、設備建設周期短、建設成本低、無噪音、無污染、安全可靠、維護簡單等，有大規模應用的前景。隨著近年來常規能源的日趨緊張，太陽能電池發電越來越受到人們的關注。在不遠的將來，太陽能電池發電將會占據能源消費的重要席位，由此會啟動一個巨大的市場。屆時，伴隨著太陽能電池產業的迅速發展，市場對太陽能電子漿料的需求也會迅速地增長，而鋁漿作為太陽能電池制造使用的主要電子漿料，其未來的市場需求將會日益增大。
[0003]晶體硅太陽能電池背場鋁漿主要由鋁粉、有機粘合劑和無機粘合劑-金屬玻璃粉組成。鋁粉作為鋁電極漿料中的功能相，燒結后鋁粉間互相連接構成導電通道，并與硅形成硅鋁合金實現歐姆接觸，因此鋁粉的各項性能對硅太陽能電池輸出特性、電極的外觀和機械強度起著關鍵性影響;有機粘合劑用于分散超微細粉形成膏狀組合物，通常由溶劑、起增稠作用的高分子聚合物和助劑組成，其揮發性是影響電子漿料儲存穩定性、漿料制備元器件過程的燒結工藝溫度、膜層質量以及電子元器件性能的重要因素之一；金屬玻璃粉是鋁電極漿料中的重要成分，起著溶蝕鋁粉表面不導電薄膜層以及黏結鋁粒子的作用，因此其組分和含量對電極的電特性和表面特性有至關重要的影響。
[0004]目前市場上主流的晶體硅太陽能電池背場鋁漿的主要缺點如下:1、漿料中的有機粘合劑含有低毒物質，制備過程中揮發嚴重，效率低下，對人體危害性大；2、無機粘合劑金屬玻璃粉含有鉛等有毒元素，對環境和人體都有一定程度的毒害。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題:針對目前常用的晶體硅太陽能電池背場鋁漿在制備的過程中，漿料含有有毒有機粘合劑，揮發嚴重，導致效率低下，對人體危害性大的現狀，提供了一種將鋁灰、乙醇混合過濾，濾渣煅燒加入鹽酸攪拌，收集濾液與檸檬汁混合，加入纖維素、大豆油和琥珀微波處理，并加入由廢棄蘑菇培養基與葡萄糖浸泡后的過濾液，保溫反應通電，再加入氫氧化鈉、氯乙烷，反應過濾，收集濾渣與乙烯基三乙氧基硅烷、丁基卡必醇以及硅酸鈉進行研磨，通過真空脫泡處理，從而得到復合太陽能電池鋁漿的制備方法。該方法操作簡便，原料易得，制備過程反應溫和，且漿料中無任何有毒有機粘合劑，提高效率的同時，對于人體無任何危害，最終制得的復合太陽能電池鋁漿安全環保，光電轉換效率高， 且不易脫落，適于工業化生產。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:(1)按固液比1:2，取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在26?28KHz 下處理20?30min，再靜置5?lOmin，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在 600?700°C下煅燒1?2h，隨爐冷卻至70?80°C，將煅燒物放入其質量1?2倍的質量分數 30 %鹽酸溶液，攪拌20?30min后過濾，收集過濾液；(2)取梓檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離5?8min，收集上清液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計，取50?60份混合液、20?30份纖維素、10?15份大豆油及6?8份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波反應器中微波處理5?lOmin;(3)將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置20?30min后過濾， 收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液，加入量為上述大豆油體積的80?100%，密封陶瓷罐，設定溫度35?40°C，保持溫度4?6h;(4)在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電20? 25min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在無沉淀產生后，繼續加入混合物質量6?8 %的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量10? 16 %的氯乙烷，升溫至150?170 °C，保溫反應6?7h;(5)在上述反應結束后，將玻璃容器置于-10?-5°C靜置2?3h，再進行過濾，收集濾渣， 按重量份數計，取40?50份濾渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14? 16份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨4?6次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電池鋁漿。
[0007]本發明制得的復合太陽能電池鋁漿粒度為15?20WI1，黏度為32?40Pa.s。
[0008]本發明的應用方法是:在電池生產過程中，將本發明制得的復合太陽能鋁漿均勻涂抹在單晶硅片上，其中印刷增重為〇.8?0.9g，烘干溫度為200?230°C，燒結峰值為800 °C，燒結1?2h，可發現燒結后的鋁膜顏色為銀灰色，光滑無鋁包，不掉灰，不起疤，且物剝離現象，檢測后對也無任何對人體有害物質產生，安全環保，電池效率也比未涂抹本發明制得鋁漿的太陽能電池高60%以上，具有廣闊的市場前景。
[0009]本發明是有益效果是:(1)本發明操作簡便，原料易得，制備過程反應溫和，且漿料中無任何有毒有機粘合劑， 提高效率的同時，對于人體無任何危害；(2)本發明制得的復合太陽能電池鋁漿光電轉換效率高，且不易脫落，適于工業化生產。【具體實施方式】
[0010]首先按固液比1:2,取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在26? 28KHz下處理20?30min，再靜置5?lOmin，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在600?700 °C下煅燒1?2h，隨爐冷卻至70?80 °C，將煅燒物放入其質量1?2倍的質量分數30 %鹽酸溶液，攪拌20?30min后過濾，收集過濾液;然后取檸檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離5?8min，收集上清液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計，取50?60份混合液、20?30份纖維素、10?15份大豆油及 6?8份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波反應器中微波處理5?lOmin;隨后將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置20?30min后過濾，收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液，加入量為上述大豆油體積的80 ?100%，密封陶瓷罐，設定溫度35?40°C，保持溫度4?6h;接下來在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電20?25min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在無沉淀產生后，繼續加入混合物質量6?8 %的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量10?16 %的氯乙烷，升溫至150?170 °C，保溫反應6?7h;最后在上述反應結束后，將玻璃容器置于-10?-5 °C靜置2?3h，再進行過濾， 收集濾渣，按重量份數計，取40?50份濾渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14?16份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨4?6次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電池鋁漿。
[0011]實例 1首先按固液比1:2,取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在26KHz下處理20min，再靜置5min，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在600°C下煅燒 lh，隨爐冷卻至70°C，將煅燒物放入其質量1倍的質量分數30%鹽酸溶液，攪拌20min后過濾，收集過濾液;然后取檸檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離5min， 收集上清液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計，取50份混合液、20份纖維素、10份大豆油及6份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波反應器中微波處理5min;隨后將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置20min 后過濾，收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液，加入量為上述大豆油體積的80%，密封陶瓷罐，設定溫度35°C，保持溫度4h;接下來在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電20min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在無沉淀產生后，繼續加入混合物質量6 %的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量10 %的氯乙烷，升溫至150 °C，保溫反應 6h;最后在上述反應結束后，將玻璃容器置于-10°C靜置2h，再進行過濾，收集濾渣，按重量份數計，取40份濾渣、2份乙烯基三乙氧基硅烷、10份丁基卡必醇及14份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨4次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電池鋁漿。
[0012]本實例操作簡便，在電池生產過程中，將本發明制得的復合太陽能鋁漿均勻涂抹在單晶硅片上，其中印刷增重為0.8g，烘干溫度為200°C，燒結峰值為800°C，燒結lh，可發現燒結后的鋁膜顏色為銀灰色，光滑無鋁包，不掉灰，不起疤，且物剝離現象，檢測后對也無任何對人體有害物質產生，安全環保，電池效率也比未涂抹本發明制得鋁漿的太陽能電池高 60%，具有廣闊的市場前景。
[0013]實例2首先按固液比1:2,取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在27KHz下處理25min，再靜置8min，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在650°C下煅燒 1.5h，隨爐冷卻至75°C，將煅燒物放入其質量1.5倍的質量分數30%鹽酸溶液，攪拌25min后過濾，收集過濾液；然后取檸檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離 7min，收集上清液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計， 取55份混合液、25份纖維素、13份大豆油及7份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波反應器中微波處理8min;隨后將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置25min后過濾，收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液， 加入量為上述大豆油體積的90%，密封陶瓷罐，設定溫度38°C，保持溫度5h;接下來在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電23min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在無沉淀產生后，繼續加入混合物質量7%的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量15%的氯乙烷，升溫至160°C，保溫反應5h;最后在上述反應結束后，將玻璃容器置于-8 °C靜置2.5h，再進行過濾，收集濾渣，按重量份數計，取45份濾渣、4份乙烯基三乙氧基硅烷、11份丁基卡必醇及15份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨5次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電池鋁漿。
[0014]本實例操作簡便，在電池生產過程中，將本發明制得的復合太陽能鋁漿均勻涂抹在單晶娃片上，其中印刷增重為0.85g，烘干溫度為220°C，燒結峰值為800°C，燒結1.5h，可發現燒結后的鋁膜顏色為銀灰色，光滑無鋁包，不掉灰，不起疤，且物剝離現象，檢測后對也無任何對人體有害物質產生，安全環保，電池效率也比未涂抹本發明制得鋁漿的太陽能電池高65 %，具有廣闊的市場前景。
[0015]實例3首先按固液比1:2,取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在28KHz下處理30min，再靜置lOmin，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在700°C下煅燒 2h，隨爐冷卻至80°C，將煅燒物放入其質量2倍的質量分數30%鹽酸溶液，攪拌30min后過濾，收集過濾液;然后取檸檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離8min， 收集上清液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計，取60份混合液、30份纖維素、15份大豆油及8份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波反應器中微波處理lOmin;隨后將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置30min 后過濾，收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液，加入量為上述大豆油體積的100 %，密封陶瓷罐，設定溫度40°C，保持溫度6h;接下來在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電25min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在無沉淀產生后，繼續加入混合物質量8 %的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量16 %的氯乙烷，升溫至170 °C，保溫反應 7h;最后在上述反應結束后，將玻璃容器置于-5 °C靜置3h，再進行過濾，收集濾渣，按重量份數計，取50份濾渣、5份乙烯基三乙氧基硅烷、12份丁基卡必醇及16份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨6次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電池鋁漿。
[0016]本實例操作簡便，在電池生產過程中，將本發明制得的復合太陽能鋁漿均勻涂抹在單晶硅片上，其中印刷增重為0.9g，烘干溫度為230°C，燒結峰值為800°C，燒結2h，可發現燒結后的鋁膜顏色為銀灰色，光滑無鋁包，不掉灰，不起疤，且物剝離現象，檢測后對也無任何對人體有害物質產生，安全環保，電池效率也比未涂抹本發明制得鋁漿的太陽能電池高 70%，具有廣闊的市場前景。
【主權項】
1.一種復合太陽能電池鋁漿的制備方法，其特征在于具體制備步驟為:(1)按固液比1:2，取鋁灰和質量分數為50%乙醇溶液放入超聲振蕩器中，在26?28KHz 下處理20?30min，再靜置5?lOmin，去除漂浮的雜質，進行過濾，將濾渣放入煅燒爐中在 600?700°C下煅燒1?2h，隨爐冷卻至70?80°C，將煅燒物放入其質量1?2倍的質量分數 30 %鹽酸溶液，攪拌20?30min后過濾，收集過濾液；(2)取梓檬進行榨汁，收集汁液放入離心機中，在3000r/min下分離5?8min，收集上清 液，將其與上述過濾液按體積比3:1混合均勻，形成混合液，按重量份數計，取50?60份混合 液、20?30份纖維素、10?15份大豆油及6?8份琥珀攪拌均勻，放入陶瓷罐中，并置于微波 反應器中微波處理5?lOmin;(3)將廢棄蘑菇培養基浸泡于質量分數為5%的葡萄糖溶液中，靜置20?30min后過濾， 收集過濾液，在上述微波處理結束后，將陶瓷罐取出，并向其中加入過濾液，加入量為上述 大豆油體積的80?100%，密封陶瓷罐，設定溫度35?40°C，保持溫度4?6h;(4)在上述保溫結束后去除密封，使用240V電源對陶瓷罐中的混合物進行通電20? 25min后，將陶瓷罐中的混合物放入玻璃容器中，再加入質量分數為30%的氫氧化鈉溶液在 無沉淀產生后，繼續加入混合物質量6?8 %的氫氧化鈉溶液，隨后加入混合物質量10? 16 %的氯乙烷，升溫至150?170 °C，保溫反應6?7h;(5)在上述反應結束后，將玻璃容器置于-10?-5°C靜置2?3h，再進行過濾，收集濾渣， 按重量份數計，取40?50份濾渣、2?5份乙烯基三乙氧基硅烷、10?12份丁基卡必醇及14? 16份硅酸鈉，放入三輥研磨機研磨4?6次，再進行真空脫泡處理，即可得到復合太陽能電 池鋁漿。
【文檔編號】H01L31/0224GK106024201SQ201610469308
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月25日
【發明人】陳毅忠, 張明, 宋奇
【申請人】陳毅忠