一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿及其制備方法，該鋁漿的組分為：有機(jī)粘合劑：15-25份；鋁粉：70-85份；無機(jī)粘合劑(即玻璃粉)：0.1-6份；該玻璃粉不含有對環(huán)境不利的鉛、礬，且鋁漿組分中不含有對環(huán)境不利的鎵、銦、鉈成分；所述的有機(jī)粘合劑不含有鄰苯類對環(huán)境不利成分。本產(chǎn)品不僅對使用的環(huán)境友好，而且在性能上也滿足企業(yè)要求，使用本發(fā)明的鋁漿印刷燒制的晶硅太陽能電池表面光滑、鋁膜的附著力好、彎曲度小、耐熱耐濕、電池轉(zhuǎn)換效率高。
【專利說明】一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源的日益短缺，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。太陽能作為一種綠色可再生能源，越來越受到人們的重視。如今，太陽能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域、航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門，尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)、高山、沙漠、海島和農(nóng)村使用，以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路。
[0003]太陽能電池中最常用的晶體硅太陽能電池的制備工藝主要是將鋁漿和銀漿通過絲網(wǎng)印刷在晶體硅的表面，通過共燒結(jié)工藝形成電極，通過光伏作用將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。鋁漿是制備晶體硅太陽能電池的重要原料，具有價(jià)格便宜、電性能穩(wěn)定、顯著提高電池片轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢；但是鋁漿的現(xiàn)有制造方法卻常常由于使用某些原料而對環(huán)境造成一定的污染。例如，為提高光電 轉(zhuǎn)換率而加入少量的鎵、銦、鉈，或者用了含鉛或含釩的無機(jī)粘合劑，還有些在有機(jī)載體中使用了有毒的鄰苯類有機(jī)物。
[0004]例如，專利CN102097154 A。該發(fā)明涉及用于太陽能電池的背場鋁漿，按重量計(jì)包括65-80份鋁粉、1-5份無機(jī)粘接劑、10-30份有機(jī)載體、以及1_2份改性劑；所述無機(jī)粘接劑具有下述成分:Bi2O3 55-90 份、SiO2 12-15 份、H3BO3 10-25 份、ZnO 4-25 份、Al2O30-10 份、ZrO2 0-5 份、TiO2 0-5 份、V2O5 0-5 份、BaCO3 0-8 份、CaCO3 0-8 份，并且 ZnO與H3BO3的重量比在1:1至1: 4之間，^05、8&0)3工&0)3三者的份數(shù)不超過所述無機(jī)粘結(jié)劑總份數(shù)的20%。
[0005]例如，專利CN102262917。該發(fā)明涉及一種晶體硅太陽能電池用背鋁漿料，其原料由重量百分比為0.5-3 %的無鉛玻璃粉、65~80 %的球型鋁粉、I~10 %的片狀鋁粉、
0.2~2%的無機(jī)氧化物、10%~20%的有機(jī)載體、3%~12%的溶劑和0.2%~2%的助劑組成；所述助劑由重量百分比為O -1%的增塑劑和重量百分比為O -1%的分散劑組成，其中增塑劑為鄰苯二甲酸二辛脂、鄰苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯的一種或幾種；分散劑為畢克化學(xué)BYK-110、BYK-1ll中的一種或兩種。
[0006]專利CN1877864A，該發(fā)明涉及了一種硅太陽能電池背場鋁導(dǎo)電漿料的組成及制備方法，其漿料的組成包括質(zhì)量份70-80份的鋁粉，15-30份的改性有機(jī)粘合劑，1-10份的含銦、鎵或鉈的無機(jī)粘結(jié)劑玻璃金屬粉；無機(jī)粘結(jié)劑為含鉛玻璃粉，所述玻璃粉按質(zhì)量百分比三氧化二硼(B2O3) 15~25%，氧化鉛(PbO) 40~50%，五氧化二礬(V2O6) I~2%，二氧化硅(SiO2) 15~28%，三氧化二鋁(Al2O3) 3~6%配制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對目前普遍采用的太陽能電池用鋁漿一般添加銦、鎵、鉈等有毒物質(zhì)，無機(jī)粘結(jié)劑多為含鉛或含釩玻璃等對環(huán)境有害的物質(zhì)，或者有機(jī)粘合劑中含鄰苯類有機(jī)物而揮發(fā)危害環(huán)境的問題，制造一種太陽能電池用鋁漿，應(yīng)用于晶體硅太陽能電池的制備；該漿料的優(yōu)點(diǎn)是:不添加銦、鎵、鉈等有毒物質(zhì)或含鉛或含釩玻璃粉，不含鄰苯類有機(jī)物，對環(huán)境友好而又仍然具有良好的性能，滿足太陽能企業(yè)的需要。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其組分及其質(zhì)量份數(shù)如下:有機(jī)粘合劑:15-25份；鋁粉:70-85份；無機(jī)粘合劑(即玻璃粉):0.1-6份。
[0009]所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其中，所述的無機(jī)粘合劑的組成為=SiO2 5-15份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi2O3 10-50 份，B20310_30份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6 份。
[0010]所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其中，所述有機(jī)粘合劑的成份包括:A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂或改性酚醛樹脂中的一種或者幾種；其中，A組分的質(zhì)量份為0.4-15份。
[0011]所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其中，所述有機(jī)粘合劑的成份還包括但不限于:B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種；其中，B組分的質(zhì)量份為85-99.6份。
[0012]所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其中，所述的鋁粉為高純球型鋁粉，平均粒徑小于7微米，質(zhì)量份為70-85份。
[0013]一種如權(quán)利要求1所述的鋁漿的制備方法為:
步驟一，按無機(jī)粘合劑的組成配比制玻璃粉。按無機(jī)粘合劑各組分比例稱取各組分，混合并放入瓷坩堝，將瓷坩堝放入加熱爐升溫至200-300度，保溫I小時(shí)，繼續(xù)升溫至800-1200度，熔煉0.5-2小時(shí)，然后水淬，烘干后用球磨機(jī)球磨制得玻璃粉，所得到的玻璃粉細(xì)度小于10微米；
步驟二，將A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂中的一種或幾種，按質(zhì)量份比例加入到B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種，然后混合均勻、加熱溶解制成均勻透明的有機(jī)粘合劑；
步驟三，將所制得的玻璃粉按質(zhì)量份比例加入到有機(jī)粘合劑中混合均勻；
步驟四，將平均粒徑小于7微米的高純鋁粉按質(zhì)量份比例加入到步驟三制得的混合物料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再用三輥機(jī)碾軋至細(xì)度小于15微米，得到粘度為16000-35000mP.S的鋁漿。
[0014]本發(fā)明的有益效果:采用本發(fā)明鋁漿制造的太陽能電池表面光滑，無鋁皰、鋁膜不脫落，耐熱性能好，對硅片附著力良好，導(dǎo)電性能好，電池轉(zhuǎn)換效率高，電池片的彎曲小；同時(shí)本發(fā)明不含銦、鎵、鉈、鉛、釩以及鄰苯類對環(huán)境有害物質(zhì)，對環(huán)境友好。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其組分及其質(zhì)量份數(shù)如下:有機(jī)粘合劑:15-25份；鋁粉:70-85份；無機(jī)粘合劑(即玻璃粉):0.1-6份；其中，所述的無機(jī)粘合劑的組成為:SiO2 5-15 份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi2O3 10-50 份，B2O3 10-30 份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6 份。[0017]優(yōu)選的是，所述有機(jī)粘合劑的成份包括:A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂或改性酚醛樹脂中的一種或者幾種；其中，A組分的質(zhì)量份為0.4-15份。
[0018]優(yōu)選的是，所述有機(jī)粘合劑的成份還包括:B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種；其中，B組分的質(zhì)量份為 85-99.6 份。
[0019]優(yōu)選的是，所述的鋁粉為高純球型顆粒，其平均粒徑小于7微米，質(zhì)量份為70-85份。
[0020]一種如上述配方鋁漿的制備方法為:
步驟一，按無機(jī)粘合劑的組成配比制玻璃粉，按無機(jī)粘合劑各組分比例稱取各組分，混合并放入瓷坩堝，將瓷坩堝放入加熱爐升溫至200-300度，保溫I小時(shí)，繼續(xù)升溫至800-1200度，熔煉0.5-2小時(shí)，然后水淬，烘干后用球磨機(jī)球磨制得玻璃粉，所得到的玻璃粉細(xì)度小于10微米；
步驟二，將A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂中的一種或幾種，按比例加入到B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種，然后混合均勻、加熱溶解制成均勻透明的有機(jī)粘合劑；
步驟三，將所制得的玻璃粉按比例加入到有機(jī)粘合劑中混合均勻；
步驟四，將平均粒徑為1-7微米的高純鋁粉顆粒按質(zhì)量份比例加入到步驟三制得的混合物料中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍儆萌仚C(jī)碾軋至細(xì)度小于15微米，得到粘度為16000-35000mP.S 的鋁漿。
[0021]結(jié)合上述太陽能電池用鋁漿的組分比例和制備方法，現(xiàn)列舉具體實(shí)施例加以說明:
實(shí)施例1:
1.取 SiO2 6 份、Al2O3 7 份、ZrO2 6 份、ZnO2 31 份、Bi2O3 32 份、B2O3 10 份、CaO5份、P2O5 3份；按上述玻璃粉的制備方法制得玻璃粉。
[0022]2.取乙基纖維素2份、環(huán)氧樹脂3份、松油醇50份、檸檬酸三丁酯8份、二丙二醇二苯甲酸酯20份、二乙二醇丁醚17份加熱溶解并混合均勻。
[0023]3.將所制得玻璃粉0.5份加入到23.5份有機(jī)粘合劑中，攪拌均勻。
[0024]4.再將平均粒徑為1-7微米的球形鋁粉76份加入其中，攪拌混合均勻，用三輥機(jī)碾軋至15微米以下，粘度為26000mP.S。
[0025]實(shí)施例2:
L 取 SiO2 9 份、Al2O3 6 份、ZrO2 8 份、ZnO2 25 份、Bi2O3 27 份、B2O3 18、Ca04份、P2O5 3份；按上述玻璃粉的制備方法制得玻璃粉。
[0026]2.取乙基纖維素4份，改性酚醛樹脂2份，松油醇48份，乙酰檸檬酸三丁酯15份，二丙二醇二苯甲酸酯4份，二乙二醇丁醚27份加熱溶解并混合均勻。
[0027]3.將所制得玻璃粉1.5份加入到18.5份有機(jī)粘合劑中，攪拌均勻。
[0028]4.再加入平均粒徑1-7微米的球形鋁粉80份混合攪拌均勻，再用三輥軋制使細(xì)度小于9微米，粘度達(dá)到23000mP.S。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施案例是用于具體闡述本發(fā)明，但不是對本發(fā)明的限制；所有在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。[0030]實(shí)測表明，用本發(fā)明鋁漿制作的太陽能電池，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到太陽能電池廠現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，尤其是因?yàn)榻M分中無銦、鎵、鉈、鉛、釩及鄰苯類有機(jī)物，對保護(hù)環(huán)境有利，也利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其特征在于:包括的組分及其質(zhì)量份數(shù)如下: 有機(jī)粘合劑:15-25份； 鋁粉:70-85份； 無機(jī)粘合劑:0.1-6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用鋁漿，其特征在于無機(jī)粘合劑組成為=SiO25-15 份，Al2O3 3-10 份，ZrO2 5-25 份，ZnO2 10-40 份，Bi20310_50 份，B2O3 10-30 份，CaO 0-10 份，P2O5 0-6% 份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其特征在于:所述有機(jī)粘合劑的成份包括:A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂或改性酚醛樹脂中的一種或者幾種；其中，A組分的質(zhì)量份為0.4-15份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其特征在于:所述有機(jī)粘合劑的成份還包括:B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種；其中，B組分的質(zhì)量份為85-99.6份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保太陽能電池用鋁漿，其特征在于:所述的鋁粉為球型顆粒，其粒徑分布為1-7微米，質(zhì)量份數(shù)為70-85份。
6.一種如權(quán)利要求1所述的鋁漿的制備方法為: 步驟一，按無機(jī)粘合劑的組成配比制取玻璃粉，玻璃粉的粒度控制在10微米以下； 步驟二，將A組分:乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂中的一種或幾種，按比例加入到B組分:松油醇、檸檬酸三丁酯、乙酰檸檬酸三丁酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇丁醚中的一種或幾種，混合、加熱、攪拌制成均勻透明的有機(jī)粘合劑； 步驟三，將所制得的玻璃粉按比例加入到有機(jī)粘合劑中混合均勻； 步驟四，將平均粒徑為1-7微米的高純球形鋁粉顆粒按質(zhì)量份比例加入到步驟三制得的混合物料中，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再碾軋至?xì)度小于15微米，制得粘度為16000-35000mP.S的鋁漿。
【文檔編號】H01B1/22GK103971785SQ201410194482
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】穆穎, 張佳雨 申請人:佛山市正基恒業(yè)無機(jī)材料科技有限公司