一種低翹曲的背鋁漿料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括：鋁粉60~80%、無鉛玻璃粉0.5~10%、有機載體19.5~29.9%、無機添加劑0.1~5%，其中無機添加劑為氧化鈣、碳酸鈣和草酸鈣中的一種或其任意混合物。無機添加劑在背鋁漿料烘干過程中或保持為或生成為氧化鈣，在背鋁漿料逐漸冷卻的過程中吸濕放熱，減緩了涂層的冷卻過程，為涂層內(nèi)應(yīng)力的釋放提供了條件，進而實現(xiàn)了降低翹曲的目的。本發(fā)明優(yōu)選采用具有不同形狀的鋁粉混合物，其中球狀鋁粉在受熱時容易撐開片狀鋁粉，異形鋁粉與球狀以及片狀鋁粉搭配使用，既兼顧了緊密堆積，又留有足夠的空隙供鋁漿在燒結(jié)過程中有空間收縮釋放應(yīng)力，更進一步降低了翹曲。
【專利說明】一種低翹曲的背鋁漿料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電漿料，具體涉及一種低翹曲的背鋁漿料。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造晶體硅太陽能電池時，利用絲網(wǎng)將鋁漿印刷在硅片的背面，經(jīng)過干燥、燒結(jié)、冷卻等工藝，可以形成在硅基板和鋁層之間形成硅-鋁合金層，以消除硅片和電極之間的肖特基勢壘，實現(xiàn)良好的歐姆接觸，且冷卻后的硅片上形成摻雜有鋁的硅外延生長層，即背場層，以提聞電池的開路電壓和提聞光電轉(zhuǎn)換效率。目如背招楽料的研發(fā)出了考慮提聞電池的光電轉(zhuǎn)換效率之外，主要還需要考慮電池硅片的翹曲值。由于背鋁漿料覆蓋了硅片的絕大多數(shù)表面，而背鋁漿料中最主要的成分鋁與硅片的熱膨脹系數(shù)相差接近一個數(shù)量級，在燒結(jié)后的電池硅片的冷卻過程中，鋁層的收縮遠(yuǎn)大于硅層的收縮效率，當(dāng)冷卻溫度低至硅鋁共晶的溫度577°C后，熔融態(tài)的硅鋁層凝固，硅層和鋁層由于硅鋁合金層連接，將不能夠發(fā)生相對位移，此后收縮上的差異將導(dǎo)致連接處產(chǎn)生應(yīng)力，最終導(dǎo)致電池硅片彎曲、破損。加上目前的發(fā)展趨勢是使用的硅片厚度越來越薄，薄硅片帶來的翹曲問題更為嚴(yán)重。
[0003]為了改善這種翹曲現(xiàn)象，申請?zhí)枮?01010264080.3的中國專利提出通過將粒徑為6~8微米以及3~5微米的粗細(xì)鋁粉配合使用，以減小燒結(jié)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，進而實現(xiàn)低翹曲。但是這種方法通過細(xì)鋁粉膨脹產(chǎn)生的空間有限，因此降低翹曲的程度有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低翹曲的背鋁漿料。
[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:
[0006]
鋁粉60~80%
無鉛玻璃粉0.5~10%
有機載體19.5-29,9%
無機添加劑0.1-5%,
[0007]
[0008]其中所述無機添加劑為氧化鈣、碳酸鈣和草酸鈣中的一種或其任意混合物。其中碳酸鈣和草酸鈣在背鋁漿料烘干過程中可以轉(zhuǎn)化為氧化鈣；在背鋁漿料逐漸冷卻的過程中，氧化鈣吸濕放熱，釋放的熱量減緩了背鋁漿料的冷卻過程，為漿料在冷卻過程中內(nèi)應(yīng)力的釋放提供了條件，進而實現(xiàn)了降低翹曲的目的。
[0009]優(yōu)選地，所述鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和異形鋁粉混合而成；所述球狀鋁粉的粒徑為1.3~6.5微米，所述片狀鋁粉的粒徑為2.6~10微米，厚度為0.2~1.5微米，所述異形鋁粉為樹枝狀鋁粉或球刺狀鋁粉，粒徑為10?18微米。進一步優(yōu)選地，所述鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和異形鋁粉按2?4:1?3:1的質(zhì)量配比混合而成。所述異形鋁粉最好為球刺狀招粉。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述無機添加劑的平均粒徑< 1.3微米。采用細(xì)粉的無機添加劑有利于其更為均勻的分散，進而吸濕在涂層中產(chǎn)生均勻的熱量。優(yōu)選地，所述無機添加劑經(jīng)過偶聯(lián)劑的表面處理，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。對無機添加劑進行偶聯(lián)劑處理同樣是起到均勻分散無機添加劑、均勻釋放熱量的作用。
[0011]優(yōu)選地，所述無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5?15%B203、50?70%Bi203、0 ?2%A1203、2 ?8%Zn0、l ?10%Na20、15.5 ?29%Si02、0.5 ?5%Mo03、0 ?5%Zr02 ；其中，玻璃粉各組分重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:本發(fā)明低翹曲的背鋁漿料加入氧化鈣、碳酸鈣和草酸鈣中的一種或幾種作為無機添加劑，這些無機添加劑在背鋁漿料烘干過程中或保持為或生成為氧化鈣，在背鋁漿料逐漸冷卻的過程中，氧化鈣吸濕放熱，釋放的熱量減緩了涂層的冷卻過程，為涂層內(nèi)應(yīng)力的釋放提供了條件，進而實現(xiàn)了降低翹曲的目的。另外，本發(fā)明采用不同形狀鋁粉的混合物作為導(dǎo)電體，其中球狀鋁粉的粒徑比片狀鋁粉以及異形鋁粉小，片狀鋁粉為薄片形，球狀鋁粉在受熱時容易撐開片狀鋁粉形成空隙供鋁漿在燒結(jié)過程中有空間收縮釋放應(yīng)力；另外異形鋁粉與球狀以及片狀鋁粉搭配使用，既兼顧了緊密堆積，又留有足夠的空隙供鋁漿在燒結(jié)過程中有空間收縮釋放應(yīng)力，進而更進一步降低了翹曲。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1
[0014]本發(fā)明是一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉70%、無鉛玻璃粉5%、有機載體22%、碳酸鈣3%。
[0015]其中碳酸鈣過5000目篩，粒徑<2.6微米；鋁粉為球狀，選取過2000目篩但被10000目篩截留住的部分，粒徑為1.3?6.5微米；無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:10%B203、58%Bi203、l%Al203、6%Zn0、l.5%Na20、20%Si02、3%Mo03、0.5%Zr02。
[0016]實施例2
[0017]本發(fā)明是一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉75%、無鉛玻璃粉0.5%、有機載體19.5%、草酸鈣5%。
[0018]其中草酸鈣過10000目篩，平均粒徑< 1.3微米；鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和樹枝狀鋁粉按5:2:1的質(zhì)量配比混合而成。球狀鋁粉選取過2000目篩但被10000目篩截留住的部分，粒徑為1.3?6.5微米；片狀鋁粉厚度為0.2?1.5微米，選取過1340目篩但被5000目篩截留住的部分，粒徑為2.6?10微米；樹枝狀鋁粉選取過800目篩但被1340目篩截留住的部分，粒徑為10?18微米。無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:8%B203、56%Bi203、l%Al203、4%Zn0、4%Na20、25%Si02、1%Mo03、l%Zr02。
[0019]實施例3
[0020]本發(fā)明是一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉60%、無鉛玻璃粉10%、有機載體29.9%、氧化鈣0.1%。
[0021]其中氧化鈣平均粒徑< 1.3微米，且用霧化噴灑硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液的方式進行表面處理，偶聯(lián)劑的用量為氧化鈣質(zhì)量的1%，霧化噴灑后置于50?70°C下真空干燥；所述鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和球刺狀鋁粉按4:3:1的質(zhì)量配比混合而成。球狀鋁粉的粒徑為1.3?6.5微米，片狀鋁粉的粒徑為2.6?10微米，厚度為0.2?1.5微米，球刺狀鋁粉的粒徑為10?18微米。無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5.5%B203、70%Bi203、2%Zn0、l.5%Na20、15.5%Si02、0.5%Mo03、5%Zr02。
[0022]實施例4
[0023]本發(fā)明是一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉80%、無鉛玻璃粉4.5%、有機載體14%、氧化鈣1.5%。
[0024]其中氧化鈣平均粒徑< 1.3微米，且且用霧化噴灑硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液的方式進行表面處理，偶聯(lián)劑的用量為氧化鈣質(zhì)量的1.5%，霧化噴灑后置于50?70°C下真空干燥；鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和球刺狀鋁粉按2:1:1的質(zhì)量配比混合而成。球狀鋁粉的粒徑為1.3?6.5微米，片狀鋁粉的粒徑為2.6?10微米，厚度為0.2?1.5微米，球刺狀鋁粉的粒徑為10?18微米。無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5%B203、50%Bi203、2%A1203、8%Zn0、l%Na20、29%Si02、5%Mo03。
[0025]實施例5
[0026]本發(fā)明是一種低翹曲的背鋁漿料，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括:鋁粉70%、無鉛玻璃粉8%、有機載體21%、氧化鈣1%。
[0027]其中氧化鈣平均粒徑< 1.3微米，且用霧化噴灑鈦酸酯偶聯(lián)劑的乙醇溶液的方式進行表面處理，偶聯(lián)劑的用量為氧化鈣質(zhì)量的2%，霧化噴灑后置于50?70°C下真空干燥。鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和球刺狀鋁粉按3:2:1的質(zhì)量配比混合而成。球狀鋁粉的粒徑為1.3?6.5微米，片狀鋁粉的粒徑為2.6?10微米，厚度為0.2?1.5微米，球刺狀鋁粉的粒徑為10?18微米。無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:15%B203、53%Bi203、
0.5%A1203、2.5%Zn0、10%Na20、17%Si02、l.5%Mo03、0.5%Zr02。
[0028]將上述配方制成的背鋁漿料在單晶125硅片上試用，印刷增重1±0.lg，在200?240°C的溫度條件下烘干，在燒結(jié)峰值為830°C的條件下燒結(jié)。測試電池片電性能以及翹曲情況，主要性能見表I。
[0029]比較例I
[0030]除了去除實施例1中的碳酸鈣，按照實施例1中的配方制備比較漿料；將比較漿料采用實施例1?5的測試方法，其主要性能見于表I。
[0031]表1:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種低翹曲的背鋁漿料，其特征在于，其組分按重量百分?jǐn)?shù)計算包括: 鋁粉60~80% 無鉛玻璃粉0.5~10% 有機載體19.5~29.9% 無機添加劑0.1~5%， 其中所述無機添加劑為氧化鈣、碳酸鈣和草酸鈣中的一種或其任意混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于，所述鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和異形鋁粉混合而成；所述球狀鋁粉的粒徑為1.3飛.5微米，所述片狀鋁粉的粒徑為2.6^10微米，厚度為0.2^1.5微米，所述異形鋁粉為樹枝狀鋁粉或球刺狀鋁粉，粒徑為.10~18微米。
3.如權(quán)利要求2所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于，所述鋁粉由球狀鋁粉、片狀鋁粉和異形鋁粉按2~4:r3:l的質(zhì)量配比混合而成。
4.如權(quán)利要求3所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于，所述異形鋁粉為球刺狀鋁粉。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于:所述無機添加劑的平均粒徑< 1.3微米。
6.如權(quán)利要求5所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于:所述無機添加劑經(jīng)過偶聯(lián)劑的表面處理，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
7.如權(quán)利要求6所述的低翹曲的背鋁漿料，其特征在于:所述無鉛玻璃粉的組分按其重量百分?jǐn)?shù)包括:5~15%B203、5(T70%Bi203、(T2%Al203、2~8%ZnO、l~10%Na20、15.5~29%Si02、.0.5~5%Mo03、(T5%Zr02 ;其中，玻璃粉各組分重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。
【文檔編號】H01L31/0224GK103617822SQ201310633274
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】戈士勇 申請人:江蘇瑞德新能源科技有限公司