專利名稱：一種增強(qiáng)型硅太陽能電池背電場a1漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
太陽能電池技術(shù)起源于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，并且伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)步步深入的應(yīng) 用，它的技術(shù)終將日臻完善。本發(fā)明涉及太陽能光伏技術(shù)相關(guān)的新材料制造，也是厚膜電子漿料技術(shù)在太陽能 電池制造中的應(yīng)用，尤其是涉及一種增強(qiáng)型硅太陽能電池背電場Al漿的制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國在上世紀(jì)九十年代，應(yīng)用厚膜電子漿料技術(shù)，開發(fā)了單晶硅太陽能電池Al背 電場漿料，由于硅太陽能電池背電場Al漿有很高的性價比，因此得到了迅速的推廣和發(fā) 展，時至2009年，我國的太陽能電池產(chǎn)量達(dá)到2. 6GW，占全球的39. 8%，其中85%以上采用 Al厚膜背電場。近年來，太陽能電池市場發(fā)展很快，帶動了科技創(chuàng)新活動的興起，出現(xiàn)了多項硅太 陽能電池背電場Al漿相關(guān)的中國發(fā)明專利，其中CN200610011050.5特征在于配漿時加入 了硼粉，硅烷偶聯(lián)劑和硬脂酸鹽。CN200610011001. 1主要特征在于采用的無機(jī)粘合劑是一 種含鎵、銦或鉈占40 60襯％的玻璃金屬粉。CN200910094945. 3的特征是在配漿時加入 了硅合金粉，形成歐姆接觸層。CN200910094775. 9特征是采用錫粉作為無機(jī)粘接劑，燒成含 鋁的錫膜附著在Si基片上。CN200910094798. X特征描述為組份60 90wt%的銀粉或鋁 粉，三種配套使用的無鉛、鎘、汞的正(背)電極銀漿和背電場鋁漿。另外，專利CN200910087556. 8特征是72 82%份的鋁粉中，加入了 0. 1 2%份 的氧化鋁粉。CN200910115680.0的特征采用兩種粒度類型的鋁粉，稱一種粒度類型粒度 < 2μπι，含量1 IOwt%。專利CN200810196407.0特征是鋁粉覆有氮化鋁，平均粒度2 6 μ m。專利CN200810096425. 1特征是鋁粉的振實(shí)密度彡1. 28g/cc。無機(jī)粘接劑對硅太陽能電池Al漿的厚膜燒成質(zhì)量有重要影響。專利 CN200610011001. 1中，所采用的“無機(jī)粘合劑是含鎵，銦，鉈的含量占40 60wt %玻璃 金屬粉”，鑒于鉈及其氧化物極其劇毒，鎵有逆向膨脹特性，用時都要注意。因為銦對固 體有特殊的黏附能力，所用的玻璃粉平均粒度< 3μπι，含量這樣高，必然發(fā)生板結(jié)。專利 CN200910094775. 9提出了新的無機(jī)粘接劑在漿料燒結(jié)時，錫的熔化將鋁粉顆?！昂附印背?厚膜導(dǎo)體，如果成功，導(dǎo)電能力會提高很大。硅太陽能電池Al漿中的玻璃，通常只當(dāng)作粘接劑使用，不僅功能單一，絕緣電阻 也高，因此，Al厚膜導(dǎo)體中相鄰金屬顆粒間形成“單結(jié)電阻”(或稱為勢壘電阻)偏高，影響 Al厚膜導(dǎo)體的導(dǎo)電性。在一般情況下，玻璃是一種絕緣物質(zhì)，電阻率在IOltl IO15 Ω，而由硅 太陽電池Al漿中玻璃基料(Al2O3，SiO2))組成的無鉛鋁硅酸鹽玻璃，電阻率達(dá)1. 3 X IO16 Ω . cm。另一方面，半導(dǎo)體玻璃的應(yīng)用不斷取得新進(jìn)展，電阻率已下降到10_3Ω以下，如氧化銦 錫N型金屬氧化物半導(dǎo)體玻璃(幾0)，其電阻率一般在10_40，好的可達(dá)5\10_50。綜上所 述，通過配煉或者摻雜的方式，將半導(dǎo)體玻璃材料引入硅太陽能電池背電場Al漿中進(jìn)行改 性，會有好的效果。
發(fā)明的目的硅太陽能電池的生產(chǎn)，是一種復(fù)雜高新技術(shù)條件下的多工序制造過程，在多項工 藝環(huán)節(jié)中，太陽能電池Al漿的厚膜燒成質(zhì)量，是很有影響的一個因素。發(fā)明的目的，就是要 改變那種只把無機(jī)粘接劑，作為只提供粘接的能力的單一工藝，不注重其它性能的現(xiàn)狀，在 漿料中引入半導(dǎo)體玻璃材料，降低無機(jī)粘接劑在厚膜燒成中形成的金屬顆粒間的單結(jié)電阻 或降低其“勢壘電阻”，增強(qiáng)硅太陽能電池背電場Al漿的導(dǎo)電能力，改善厚膜Al電極的生 成能力和歐姆接觸能力，改善Al厚膜背電場結(jié)的形成效果，通過增強(qiáng)硅太陽能電池背電場 Al漿的電性能和工藝性能，來促進(jìn)和完善硅太陽能電池產(chǎn)品質(zhì)量的提高和生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定 性，滿足穩(wěn)定的規(guī)?；哔|(zhì)量的工業(yè)化生產(chǎn)的需要。發(fā)明的技術(shù)方案要改變通常Al漿中無機(jī)粘接劑功能單一，只有粘接作用，玻璃絕緣電阻大的狀 態(tài)。改性的方法，就是要在硅太陽能電池Al中引人含有作為改性玻璃成分的半導(dǎo)體玻璃材 料，成為改性的無機(jī)粘接劑的添加物。改性玻璃物料進(jìn)入的方式中，一是在玻璃基料的熔制 階段，把配合的金屬氧化物半導(dǎo)體玻璃材料引人熔融玻璃基料溶液中，經(jīng)過煉制和球磨，制 備為改性的超細(xì)玻璃粉料。另外，那些配合在Al漿中的半導(dǎo)體金屬粉料和導(dǎo)電的金屬氧化 物半導(dǎo)體材料，可以在Al厚膜燒結(jié)過程中，通過作為無機(jī)粘接劑的改性玻璃發(fā)生的熔化， 使?jié)駶櫟姆垠w顆粒熔入其中，用填充和摻雜，再進(jìn)一步完善無機(jī)粘接劑的改性效果。并與其 適配物包括導(dǎo)電金屬粉料和有機(jī)粘合劑，按組分來制備硅太陽能電池背電場Al漿，使其獲 得增強(qiáng)的電性能和工藝性能。發(fā)明的特征1. 一種增強(qiáng)型硅太陽能電池背電場Al漿，其特征之一在該漿料所采用的無機(jī) 粘接劑中，含有作為改性玻璃成分添加在該漿料中的半導(dǎo)體玻璃材料，所用的材料和主輔 料及其用量見表1和表2 金屬氧化物半導(dǎo)體玻璃材料及主輔料的用量(取各成分之和為 IOOwt % )(表 1)
權(quán)利要求
1. 一種增強(qiáng)型硅太陽能背電場Al漿，其特征在于在該漿料所采用的無機(jī)粘接劑中， 含有作為改性玻璃成分添加在該漿料中的半導(dǎo)體玻璃材料，所用的材料和主輔料及其用量 如表1，表2。金屬氧化物半導(dǎo)體玻璃材料和玻璃主輔料(取各成分之和為100wt% ):(表1)
2.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的作為改性玻璃成分在漿料中添加了半導(dǎo)體玻璃材料的無機(jī) 粘接劑所制備的漿料，其特征在于采用了該無機(jī)粘接劑的下列適配物作為漿料的組分 (其余為無機(jī)粘接劑)(1)漿料中的金屬粉料采用下列四種金屬粉料中的一種，用量占漿 料總量30 80wt% (含上述(表2)導(dǎo)電的半導(dǎo)體材料)(a)導(dǎo)電金屬Al粉，平均粒度 彡7. 5 μ m，粒度分布為0. 1 10 μ m ； (b)含1 IOwt % In的Al基霧化超細(xì)粉體材料(平 均粒度< 5 μ m,粒度分布為0. 1 10 μ m，含量占混合金屬粉料的20 50wt%，其余為導(dǎo)電 金屬Al粉)和導(dǎo)電金屬Al粉(平均粒度> 5 μ m,粒度分布為1 10 μ m)均勻混合的金屬 粉料；(c)導(dǎo)電金屬Al粉(平均粒度彡7.5 μ m，粒度分布為0. 1 ΙΟμπι)和In粉(平均 粒度彡10 μ m，含量占混合金屬粉料的0. 1 IOwt %，其余為導(dǎo)電金屬Al粉)均勻混合的 金屬粉料；(d)In粉中含有<30wt%的金屬Ga，其余與(c)相同。(2)調(diào)漿采用含乙基纖維 素的有機(jī)粘合劑，用量< 60wt%的漿料總量。
全文摘要
一種增強(qiáng)型硅太陽能電池背電場Al漿，符合太陽能電池產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的需要，該漿料的特征在于所采用的無機(jī)粘接劑中，含有作為改性玻璃添加的半導(dǎo)體玻璃材料。按所用材料和用量范圍，制得的無機(jī)粘接劑與其適配物按組分制備的漿料，以其良好的工藝性能和電性能，增強(qiáng)了硅太陽能電池背電場Al漿質(zhì)量和其穩(wěn)定性。
文檔編號H01B1/22GK102081988SQ201010623730
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者張振中, 張煜 申請人:張振中, 張煜