本發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池背場鋁漿，屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能是一種綠色能源，因其無污染、取之不竭、不受地域資源限制等優(yōu)點而越來越受到人們的重視，所以太陽能電池應(yīng)運而生。晶硅太陽能電池是一種能夠?qū)饽茼憫?yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，它可以利用光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能。晶體硅太陽能電池背場鋁漿主要由鋁粉、有機(jī)粘合劑和無機(jī)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(jié)后鋁粉間互相連接構(gòu)成導(dǎo)電通道，并與硅形成硅鋁合金實現(xiàn)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(jī)械強(qiáng)度起著關(guān)鍵性影響；有機(jī)粘合劑用于分散超微細(xì)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(fā)性是影響電子漿料儲存穩(wěn)定性、漿料制備元器件過程的燒結(jié)工藝溫度、膜層質(zhì)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(dǎo)電薄膜層以及黏結(jié)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(guān)重要的影響。
為了有效降低晶體硅太陽能電池的發(fā)電成本，目前廣泛采用降低硅片厚(150～180μm)的方法提高晶體硅的使用效率；此外，通過研制高性能的晶體硅太陽能電池用銀漿、鋁漿，提高其轉(zhuǎn)換效率，也是降低成本的有效途徑。
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(jī)粘合劑含有低毒物質(zhì)，制備過程中揮發(fā)嚴(yán)重，效率低下，對 人體危害性大；
(2)無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉含有鉛等有毒元素，對環(huán)境和人體都有一定程度的毒害；
(3)鋁膜與硅基片之間無法形成良好的歐姆接觸，易脫落、起皰，導(dǎo)致其光電轉(zhuǎn)換效率低下；
(4)為降低晶體硅太陽能電池成本，無法同時滿足低翹曲度和強(qiáng)附著力兩方面的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的首要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種高附著力陽能電池?zé)o鉛鋁漿。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種高附著力太陽能電池?zé)o鉛鋁漿，其特征在于：所述無鉛鋁漿的原料組分及重量含量如下：鋁粉75-90份、有機(jī)粘合劑15-30％、無鉛玻璃粉1-10％，其中各組分的重量百分?jǐn)?shù)之和為100％。所述鋁粉純度＞99.9％，1-2um的球形鋁粉，振實密度為≥1.1g/cm3，氧含量為1.3-1.8，3-4um的球形鋁粉振實密度為1.30g/cm3，氧含量為0.6-0.9，5-7um的球形鋁粉振實密度為1.45g/cm3，氧含量為0.30-0.40形貌為球形。所述無鉛玻璃粉的組成和重量百分?jǐn)?shù)為：氧化鉍20-28％、氧化硼5-15％、氧化硅21-29％、氧化鋅5-30％、氧化鈣1-10％、氧化銻1-15％、氧化錫1-10％、氧化鋁0.5-2％、碳酸鋇8-15％、氧化鑭3-6％。有機(jī)粘合劑的組成和重量百分?jǐn)?shù)為：多元醇50～70％，纖維素5～10％、聚乳酸4～7％、丙烯酸異辛酯3～6％、丙烯酰胺5～10％、表面活性劑3～5％、松節(jié)油10～30％、有機(jī)硅化合物5％～10％、山梨醇酐硬脂酸酯2％～8％混合均勻，在80～150℃溫度下邊加熱邊攪拌的溶解方式，時間為60～120min，得到透明的有機(jī)粘合劑。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：
(1)鋁粉是漿料的重要組分，鋁粉純度＞99.9％，1-2um的球形鋁粉，振實密度為≥1.1g/cm3，氧含量為1.3-1.8，3-4um的球形鋁粉振實密度為1.30g/cm3，氧含量為0.6-0.9，5-7um的球形鋁粉振實密度為1.45g/cm3，氧含量為0.30-0.40形貌為球形在滿足漿料電性能的同時，無鋁珠，無鋁包，鋁膜光滑平整。
(2)有機(jī)粘合劑中加入松節(jié)油、表面活性劑，燒結(jié)時會產(chǎn)生還原氣氛，保護(hù)鋁不被氧化，提高鋁膜的導(dǎo)電性能。
(3)有機(jī)硅化合物、山梨醇酐硬脂酸酯的加入，改良了有機(jī)粘合劑之間的相互連接性，增強(qiáng)了漿料的流平性，印刷過網(wǎng)性能明顯提高，同時鋁膜在烘干后粘結(jié)強(qiáng)度高，在燒結(jié)后不脫落、附著力超強(qiáng)(本發(fā)明鋁漿的附著力大于5N，可稱為強(qiáng)附著力鋁漿)，經(jīng)印刷、燒結(jié)后晶體硅的翹曲度低。
(4)金屬玻璃粉中加入了一定比例的Al、Zn、V元素，使得鋁背場與硅片之間的歐姆接觸良好，附著力明顯增強(qiáng)，電性能及轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)提升，同時未加入鉛元素物質(zhì)，是環(huán)保型產(chǎn)品。
具體實施方式
下面通過具體實施方式的詳細(xì)描述來進(jìn)一步闡明本發(fā)明，但并不是對本發(fā)明的限制，僅僅示例說明：
實施例1
1、鋁粉
鋁粉純度＞99.9％，1-2um的球形鋁粉，振實密度為≥1.1g/cm3，氧含量為1.3-1.8，3-4um的球形鋁粉振實密度為1.30g/cm3，氧含量為0.6-0.9，5-7um的球形鋁粉振實密度為1.45g/cm3，氧含量為0.30-0.40形貌為球形。
2、有機(jī)粘合劑的制備
稱取多元醇50％，纖維素5％，聚乳酸4％，丙烯酸異辛酯4％，丙烯酰胺6％，表面活性劑3％，松節(jié)油15％，有機(jī)化合物8％，山梨醇酐硬脂酸酯5％，以上各物混合后加熱至80～100℃溶解100min，得到透明的具有良好潤滑性、印刷性的膠體。
3、無鉛玻璃粉的制備
氧化鉍25％、氧化硼5％、氧化硅25％、氧化鋅16％、氧化鈣5％、氧化銻5％、氧化錫5％、氧化鋁1％、碳酸鋇10％、氧化鑭3％，用混料機(jī)混合均勻后，裝入陶瓷坩堝內(nèi)，在烘箱中150℃干燥2h，放入馬弗爐中，1000～1200℃熔煉1h，水淬后烘干，再用行星球磨機(jī)3h，烘干得到10μm以下的無鉛金屬玻璃粉。
4、鋁背場漿料的制備
按質(zhì)量百分比67％的鋁粉，28％的有機(jī)粘合劑，5％的無鉛玻璃粉，混合均勻后用三輥研磨機(jī)軋漿3次后，得到細(xì)度≤12μm，粘度28kcps的鋁背場漿料。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于氧化鋁基片上，在峰值溫度為750℃的條件下燒結(jié)30～60s，冷卻至室溫，測量方阻為12.3mΩ/□。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于125mm×125mm單晶硅片上(厚度180±5μm)，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試其電性能，得到數(shù)據(jù)如下表1：
表1 實施例1制備樣品經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試的電性能
用游標(biāo)卡尺測定彎曲在0.5mm左右；鋁膜灰色、光滑，無鋁珠、無鋁皰，不起灰，外觀性能優(yōu)良，拉力測試結(jié)果為附著力大于5N。
實施例2
1、鋁粉
鋁粉純度＞99.9％，1-2um的球形鋁粉，振實密度為≥1.1g/cm3，氧含量為1.3-1.8，3-4um的球形鋁粉振實密度為1.30g/cm3，氧含量為0.6-0.9，5-7um的球形鋁粉振實密度為1.45g/cm3，氧含量為0.30-0.40形貌為球形。
2、有機(jī)粘合劑的制備
多元醇55％，纖維素5％，聚乳酸4％，丙烯酸異辛酯4％，丙烯酰胺6％，表面活性劑3％，松節(jié)油10％，有機(jī)化合物7％，山梨醇酐硬脂酸酯6％，以上各物混合后加熱至80～100℃溶解100min，得到透明的具有良好潤滑性、印刷性的膠體。
3、無鉛玻璃粉的制備
氧化鉍20％、氧化硼8％、氧化硅22％、氧化鋅20％、氧化鈣4％、氧化銻5％、氧化錫5％、氧化鋁1％、碳酸鋇12％、氧化鑭3％，用混料機(jī)混合均勻后，裝入陶瓷坩堝內(nèi)，在烘箱中150℃干燥2h，放入馬弗爐中，1000～1200℃熔煉1h，水淬后烘干，再用行星球磨機(jī)3h，烘干得到10μm以下的無鉛金屬玻璃粉。
4、鋁背場漿料的制備
按質(zhì)量百分比70％的鋁粉，22％的改性有機(jī)粘合劑，8％的無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉，混合均勻后用三輥研磨機(jī)軋漿3次后，得到細(xì)度≤12μm，粘度32kcps的鋁背場漿料。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于氧化鋁基片上，在峰值溫度為750℃的條件下燒結(jié)30～60s，冷卻至室溫，測量方阻為11.6mΩ/□。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于125mm×125mm單晶硅片上(厚度180±5μm)，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試其電性能，得到數(shù)據(jù)如下表2：
表2 實施例2制備樣品經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試的電性能
用游標(biāo)卡尺測定彎曲在0.5mm左右；鋁膜灰色、光滑，無鋁珠、無鋁皰，不起灰，外觀性能優(yōu)良，拉力測試結(jié)果為附著力大于5N。
實施例3
1、鋁粉
鋁粉純度＞99.9％，1-2um的球形鋁粉，振實密度為≥1.1g/cm3，氧含量為1.3-1.8，3-4um的球形鋁粉振實密度為1.30g/cm3，氧含量為0.6-0.9，5-7um的球形鋁粉振實密度為1.45g/cm3，氧含量為0.30-0.40形貌為球形。
2、有機(jī)粘合劑的制備
多元醇60％，纖維素6％，聚乳酸4％，丙烯酸異辛酯4％，丙烯酰胺6％，表面活性劑3％，松節(jié)油10％，有機(jī)化合物5％，山梨醇酐硬脂酸酯2％，以上各物混合后加熱至80～100℃溶解100min，得到透明的具有良好潤滑性、印刷性的膠體。
3、無鉛玻璃粉的制備
氧化鉍22％、氧化硼7％、氧化硅23％、氧化鋅17％、氧化鈣4％、氧化銻5％、氧化錫5％、氧化鋁1.5％、碳酸鋇11％、氧化鑭4.5％，用混料機(jī)混合均勻后，裝入陶瓷坩堝內(nèi)，在烘箱中150℃干燥2h，放入馬弗爐中，1000～1200℃熔煉1h，水淬后烘干，再用行星球磨機(jī)3h，烘干得到10μm以下的無鉛金屬玻璃粉。
4、鋁背場漿料的制備
按質(zhì)量百分比75％的鋁粉，20％的改性有機(jī)粘合劑，5％的無機(jī)粘合劑金屬玻璃粉，混合均勻后用三輥研磨機(jī)軋漿3次后，得到細(xì)度≤12μm，粘度35kcps的鋁背 場漿料。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于氧化鋁基片上，在峰值溫度為750℃的條件下燒結(jié)30～60s，冷卻至室溫，測量方阻為12.2mΩ/□。
將上述漿料用280目絲網(wǎng)印刷于125mm×125mm單晶硅片上(厚度180±5μm)，經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試其電性能，得到數(shù)據(jù)如下表3：
表3 實施例3制備樣品經(jīng)烘干、燒結(jié)后測試的電性能
用游標(biāo)卡尺測定彎曲在0.5mm左右；鋁膜灰色、光滑，無鋁珠、無鋁皰，不起灰，外觀性能優(yōu)良，拉力測試結(jié)果為附著力大于5N。
從上述表1-3可知，本發(fā)明的漿料具有導(dǎo)電性能好，光電轉(zhuǎn)換效率高，經(jīng)印刷、燒結(jié)后晶體硅的翹曲度低，無鋁珠，無鋁皰，附著力超強(qiáng)(大于5N)等優(yōu)點。