一種太陽能電池背電極的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池背電極的制備方法，屬于太陽能電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 晶體硅太陽能電池占據(jù)了光伏電池市場量的80%以上的份額，并且有望成為未來 電力供應(yīng)的主要支柱。
[0003] 傳統(tǒng)制備晶體硅太陽能電池電極的方法為金屬化工藝，具體為：將多晶硅片制絨、 制PN結(jié)、鍍減反射膜后，先采用絲網(wǎng)印刷背面銀漿，然后烘干，在背面銀漿余下背光面部 分，印刷背場鋁漿，烘干后，再在向光面印刷正面銀漿，經(jīng)過隧道爐燒結(jié)后，得到具備鋁背 場、銀背電極線和正面電極線的太陽能電池片，該工藝簡單成熟。但是，該方案所采用漿料 均使用含銀導(dǎo)電漿料，因此，其材料成本相對(duì)較高。
[0004] 面對(duì)傳統(tǒng)工藝的如上缺陷，如何采用非銀材料作為太陽能電池的導(dǎo)電電極，并保 持良好的導(dǎo)電、附著力及焊接等性能，成為當(dāng)前太陽能電池電極研究的熱點(diǎn)。
[0005] 中國專利文獻(xiàn)CN102248243A和CN102969406A分別公開了一種用于焊料涂覆的方 法和裝置，采用非銀金屬絲作為焊絲，焊頭加熱時(shí)，焊絲成為熔融狀態(tài)的金屬液，所述熔融 狀態(tài)的金屬液在超聲波所施加的超聲振動(dòng)作用下涂覆到太陽能電池鋁背場表面，由涂覆帶 形成太陽電池的背電極。實(shí)踐表明，由該涂覆帶形成的背電極，相比傳統(tǒng)的印刷銀電極，該 涂覆帶與鋁背場的附著強(qiáng)度高，與光伏焊帶的焊接性能好。但該方法需要專門設(shè)計(jì)的超聲 波設(shè)備，設(shè)備成本增加；并且，在采用該方案進(jìn)行涂覆時(shí)，金屬絲熔融后，超聲波通過熔融狀 態(tài)的金屬液作用到太陽能電池硅片上，超聲振動(dòng)很容易造成硅片的破碎或隱裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的晶體硅太陽能電池背電極 的制備方法成本高且硅片破碎或者隱裂率高的缺陷，從而提供一種成本低、硅片破碎及隱 裂率低且背電極與鋁背場的附著力強(qiáng)的太陽能電池背電極的制備方法。
[0007] 為此，本發(fā)明提供一種太陽能電池背電極的制備方法，包括以下步驟： SlO :在太陽能電池的鋁背場表面形成若干條由釬焊劑形成的釬焊劑帶；S20 :通過釬 焊的方式將非銀金屬焊絲粘附在被所述釬焊劑帶覆蓋的鋁背場表面形成若干條焊料帶，所 述焊料帶冷卻后形成背電極。
[0008] 釬焊時(shí)，所述釬焊劑帶與焊頭間有間隙，所述非銀金屬焊絲在所述間隙內(nèi)被所述 焊頭加熱至熔融狀態(tài)，熔融狀態(tài)的非銀金屬在所述焊頭的帶動(dòng)下沿著所述釬焊劑帶移動(dòng)以 在所述鋁背場表面形成所述焊料帶。
[0009] 所述釬焊劑為三乙醇胺-氟硼酸鹽型釬焊劑。
[0010] 所述三乙醇胺-氟硼酸鹽型釬焊劑包括如下質(zhì)量份的組分：氟硼酸鹽5. 0-30質(zhì)量 份，有機(jī)粘接劑3. 0-25質(zhì)量份，三乙醇胺60-95質(zhì)量份。
[0011] 氟硼酸鹽為氟硼酸鋅、氟硼酸銨、氟硼酸鎘中的一種或幾種的混合物。
[0012] 所述有機(jī)粘接劑為乙基纖維素、硝基纖維素、醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、酚酮 樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂或聚酮樹脂中的一種或幾種的混合物。
[0013] 所述釬焊劑帶的寬度為5. (T20mm，厚度為2. 0-40μπι。
[0014] 所述釬焊劑帶的寬度為8. (Tl2mm，厚度為5. 0-20 μ m。
[0015] 所述釬焊劑帶的長度方向的兩端部分別與最靠近所述端部的所述鋁背場邊緣形 成間隔d，d為5. 0~20mm。
[0016] 在所述鋁背場的表面形成若干條相互平行的所述焊料帶。
[0017] 所述焊料帶的寬度 < 所述釬焊劑帶的寬度。
[0018] 所述焊料帶的寬度為2. (TlOmm，厚度為0· 2~20μπι。
[0019] 所述焊料帶的寬度為2.(T5.0mm，厚度為1·0-5·0μπι。
[0020] 所述非銀金屬焊絲為純錫或者錫合金。
[0021] 所述錫合金為錫鋅合金、錫鋅秘合金或錫鋅秘鋪合金的一種。
[0022] 所述非銀金屬焊絲的直徑為0. 2~2. O mm。
[0023] 所述非銀金屬焊絲的直徑為0. 8~1. Omm。
[0024] 進(jìn)料時(shí)，所述非銀金屬焊絲與所述鋁背場表面形成的夾角Y為30-60°。
[0025] 在所述步驟SlO中，采用噴槍噴涂的方式將含有釬焊劑的釬焊劑溶液精細(xì)噴涂到 所述鋁背場表面形成所述釬焊劑帶。
[0026] 所述釬焊劑溶液通過將三乙醇胺加熱到5(T60°C，再將有機(jī)粘結(jié)劑加入其中，最后 加入氟硼酸鹽，攪拌〇. 5~2h，使其充分溶解制得。
[0027] 所述噴槍的噴嘴直徑為5. 0-50 μ m，所述噴嘴的最前端與所述鋁背場表面的垂直 距離hiSZ.CTSOmm，所述噴嘴的軸線與所述鋁背場表面形成的夾角α為60-90°。
[0028] 所述焊頭為電烙鐵的焊頭，所述電烙鐵的焊頭具有面向所述鋁背場表面的斜面， 所述斜面的最前端與所述鋁背場表面的垂直距離h 2為0. 1~2. Omm，所述斜面與所述鋁背場 表面形成的夾角β為5. 0-30°，所述電烙鐵的焊頭在與其行進(jìn)方向相垂直方向上的寬度w 為 3. 0^1 Omnin
[0029] 所述斜面的最前端與所述鋁背場表面的垂直距離h2為0. 2~1. Omm，所述斜面與鋁 背場表面形成的夾角β為1〇~20°。
[0030] 所述焊頭的加熱溫度為30(T500°C。
[0031] 本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法，首先采用釬焊劑在鋁背場的表面形成 釬焊劑帶，然后以釬焊的方式在釬焊劑帶的表面形成非銀金屬材料的焊料帶，不但避免了 銀的使用，降低了成本，還避免了使用超聲波振動(dòng)裝置，減少了硅片的破碎或隱裂。
[0032] 2.本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法，通過使用釬焊劑破除鋁背場表面 的氧化鋁膜，使鋁背場表面露出新鮮的金屬鋁，再通過簡單的釬焊方式，將后續(xù)進(jìn)料的非銀 金屬絲(焊料）在焊頭的加熱作用下熔融，熔融液與金屬鋁發(fā)生融合，覆蓋在金屬鋁上面的 釬焊劑此時(shí)受熱全部揮發(fā)，使得熔融狀態(tài)的焊料很好的粘附在所述鋁背場的表面，不但避 免了銀的使用，降低了成本，并且避免了使用超聲波振動(dòng)裝置，使用本發(fā)明的制備方法制備 的背電極與鋁背場的附著強(qiáng)度明顯提高，成品太陽能電池的破片和裂紋明顯降低，大大提 高了太陽能電池的質(zhì)量，含有利用本發(fā)明提供的制備方法制備的背電極的太陽能電池，破 片及隱裂率低，背電極與鋁背場的附著力強(qiáng)，與光伏焊帶的焊接性能也好，平均光電效率符 合要求，電極的制作成本低。
[0033] 3.本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法，所述釬焊劑為三乙醇胺-氟硼酸 鹽型釬焊劑，所述釬焊劑包括如下質(zhì)量份的組分，含氟硼酸鹽5. 0-30質(zhì)量份，有機(jī)粘接劑 為3. 0-25質(zhì)量份，三乙醇胺60-95質(zhì)量份。所述氟硼酸鹽為氟硼酸鋅、氟硼酸銨、氟硼酸鎘 中的一種或幾種的混合物；有機(jī)粘接劑為乙基纖維素、硝基纖維素、醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán) 氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、醛酮樹脂、聚酮樹脂的一種或幾種的混合物。上述成分的釬焊劑能 夠更好的破除鋁背場表面的氧化鋁膜，并且不會(huì)損壞鋁背場表面的品質(zhì)，使得所述焊料帶 能夠更好的粘附在所述鋁背場的表面，提高粘附強(qiáng)度。
[0034] 4.本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法，所述釬焊劑采用以下方法制備， 將三乙醇胺加熱到5(T60°C，再加入有機(jī)粘結(jié)劑，最后加入氟硼酸鹽，攪拌0. 5~2h，充分溶 解后得到所述釬焊劑溶液。形成的所述釬焊劑溶液，便于通過噴涂的方式均勻噴涂到鋁背 場的特定位置，形成品質(zhì)更均勻的若干條釬焊劑帶，提高了整個(gè)晶體硅太陽能電池背電極 的品質(zhì)；并且上述釬焊劑也便于在后續(xù)形成焊料帶過程中的揮發(fā)。
[0035] 5.本發(fā)明提供的太陽能電池背電極的制備方法，對(duì)釬焊劑帶的寬度、厚度進(jìn)一步 進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)太陽能電池的性能進(jìn)行了進(jìn)一步提高，釬焊劑帶太厚易造成釬焊劑在后續(xù) 加熱狀態(tài)下，有機(jī)物揮發(fā)殘留過多，會(huì)對(duì)焊料與鋁背場的焊接強(qiáng)度及電池的接觸電阻造成 不利影響；太薄可能不足以去除氧化鋁膜，可能影響焊料與鋁背場的焊接強(qiáng)度。本發(fā)明優(yōu)選 形成的釬焊劑帶的寬度為5. (T20mm，進(jìn)一步優(yōu)選寬度為8. (Tl2mm，優(yōu)選厚度為2. 0-40 μ m， 進(jìn)一步優(yōu)選厚度為5.