專利名稱：一種硅基太陽能電池用鋁銀漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅基太陽能電池用鋁銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源的日益緊張，開發(fā)可再生的綠色能源迫在眉睫，各國紛紛斥巨資開發(fā)新能源和頒布相關(guān)的綠色能源發(fā)展促進(jìn)法規(guī)，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)就得到了迅速發(fā)展，其中應(yīng)用于此行業(yè)的鋁銀漿作為太陽能電池背場(chǎng)使用的電子漿料之一，市場(chǎng)需求也在不斷的擴(kuò)展之中。鋁銀漿在硅基太陽能電池制造方面主要用作電極材料，隨著太陽能電池制造技術(shù)的迅速發(fā)展，以及要求的轉(zhuǎn)化效率的提高和適用壽命的延長，相應(yīng)的對(duì)電極漿料的要求也越來越高。硅基太陽能電池用鋁銀漿由鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑、有機(jī)載體和其它助劑組成， 其中鋁粉和銀粉是主要的功能相，其性能決定最終的漿料的電性能，無機(jī)粘結(jié)劑主要起粘結(jié)作用，成份一般為玻璃粉，有機(jī)載體和其它助劑主要起改善漿料的印刷性能的作用。目前，在硅基太陽能電池制造方面，用作電極的電子漿料主要有鋁漿、銀漿和鋁銀漿三種，三種漿料的主要原料不同，性能差異很大，銀漿主要做柵線，鋁銀漿和鋁漿主要制作背電極。鋁漿制備技術(shù)國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)大小幾家生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，但是鋁銀漿和銀漿的制備技術(shù)一直沒有得到突破，市場(chǎng)上的產(chǎn)品還是以進(jìn)口為主，主要沒能解決生產(chǎn)燒結(jié)工藝中的共燒穩(wěn)定性，使用漿料后電池的性能不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種導(dǎo)電性能好、附著力強(qiáng)、印刷性能好，并且具有優(yōu)異共燒穩(wěn)定性的硅基太陽能電池用鋁銀漿；本發(fā)明的目的之二是提供一種上述銀漿的制備方法?！N硅基太陽能電池用鋁銀漿，其特別之處在于，按質(zhì)量百分含量計(jì)組成為鋁粉 10 30 %、無機(jī)粘結(jié)劑1 6 %、有機(jī)載體5 20 %、消泡劑2 5 %、表面活性劑3 10 %， 余量為銀粉。其中銀粉為純度不低于99. 5%，粒徑為2 5 μ m的球形銀粉；鋁粉為純度不低于 99 %，粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。其中無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑2 5μπι，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11 X 10_7°c的硼硅酸鋁系玻璃粉；消泡劑為十二烷基磺酸鈉、1，4-二羥基磺酸胺或乙烯基二苯甲烷；表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、乳酸單甘油酯或磷酸三酯。其中有機(jī)載體為在60 80°C溫度條件下恒溫加熱按質(zhì)量百分比將20 46%的有機(jī)樹脂溶入M 80%的溶劑中，然后經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾即得到有機(jī)載體；其中有機(jī)樹脂為乙基纖維素、甲基纖維素或它們的混合物；其中溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸乙酯和松油醇中的至少一種。一種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法，其特別之處在于，包括如下步驟
(1)首先制備有機(jī)載體按權(quán)利要求4的配比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在 60 80°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；
(2)然后按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的配比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和制得的有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混；
(3)最后按按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的配比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中再次混合，然后軋制到規(guī)定的細(xì)度不超過5um，然后經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得一種硅基太陽能電池用鋁銀漿。
硅基太陽能電池用鋁銀漿及其制備過程的有益效果是1、上述的鋁銀漿制備過程中不加入任何含鉛、鎘等有害元素，符合歐盟、美國等以及我國對(duì)現(xiàn)代電子元器件的制備原材料的環(huán)保要求；2、制備的鋁銀漿比純銀漿料的價(jià)格更便宜，達(dá)到了降低硅基太陽能電池制造成本的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果；3、本發(fā)明中的有機(jī)溶劑載體是將不同沸點(diǎn)及揮發(fā)速度的溶劑按照一定比例配置在一起，制備過程中依次加入了消泡劑、表面活性劑，使銀鋁漿在印刷、溜平、燒結(jié)等過程中逐次揮發(fā)，不宜形成氣孔、裂縫等缺陷，使燒結(jié)后的漿料與硅基片連接牢靠，達(dá)到了一次共燒的目的，保證了共燒的穩(wěn)定性；4、在制備的過程中所用的是現(xiàn)有的漿料的生產(chǎn)設(shè)備，故在漿料的生產(chǎn)加工過程中不需要另外進(jìn)行新的投資，同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)和含有此鋁銀漿的電子產(chǎn)品的回收與重復(fù)利用。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的
首先按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)備以下原料
40%的銀粉、30 %的鋁粉、1 %的無機(jī)粘結(jié)劑、20 %的有機(jī)載體、5 %的消泡劑、4 % 的表面活性劑；
所述的銀粉為純度99.5%，粒徑為2 5μπι的球形銀粉。所述的鋁粉為純度 99%,粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。所述的無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑為2 5 μ m，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11X10_7°C的硼硅酸鋁系玻璃粉。所述的有機(jī)載體為按質(zhì)量百分比將20 %的有機(jī)樹脂乙基纖維素溶入80 %的溶劑乙二醇乙醚醋酸酯中，經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾得到有機(jī)載體。所述的消泡劑為十二烷基磺酸鈉。所述的表面活性劑為磷酸三酯。
此種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法如下
1、首先制備有機(jī)載體按前述質(zhì)量百分比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在60°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；
2、然后按質(zhì)量百分比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混至混合均勻；
3、最后按質(zhì)量百分比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中混合均勻，然后經(jīng)三棍軋機(jī)軋制到細(xì)度不超過5um，經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得到一種硅基太陽能電池用鋁銀漿產(chǎn)品 ο
實(shí)施例2
一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的
首先按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)備以下原料
45 %的銀粉、M%的鋁粉、2 %的無機(jī)粘結(jié)劑、14%的有機(jī)載體、5 %的消泡劑、10 % 的表面活性劑；
所述的銀粉為純度99.5%，粒徑為2 5μπι的球形銀粉。所述的鋁粉為純度 99%,粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。所述的無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑為2 5 μ m，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11X10_7°C的硼硅酸鋁系玻璃粉。所述的有機(jī)載體為按質(zhì)量百分比將30%的有機(jī)樹脂乙基纖維素溶入70%的溶劑醋酸乙酯中，經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾得到有機(jī)載體。所述的消泡劑為1，4_ 二羥基磺酸胺。所述的表面活性劑為乳酸單甘油酯。
此種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法如下
1、首先制備有機(jī)載體按前述質(zhì)量百分比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在70°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；
2、然后按質(zhì)量百分比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混至混合均勻；
3、最后按質(zhì)量百分比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中混合一定時(shí)間，然后經(jīng)三棍軋機(jī)軋制至細(xì)度不超過5 μ m,經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得到一種硅基太陽能電池用鋁銀漿產(chǎn)品。
實(shí)施例3
一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的
首先按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)備以下原料
55 %的銀粉、30 %的鋁粉、5 %的無機(jī)粘結(jié)劑、5 %的有機(jī)載體、2 %的消泡劑、3 %的表面活性劑；
所述的銀粉為純度99.5%，粒徑為2 5μπι的球形銀粉。所述的鋁粉為純度 99%,粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。所述的無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑為2 5 μ m，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11X10_7°C的硼硅酸鋁系玻璃粉。所述的有機(jī)載體為按質(zhì)量百分比將40%的有機(jī)樹脂甲基纖維素溶入60%的溶劑松油醇中，經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾得到有機(jī)載體。所述的消泡劑為乙烯基二苯甲烷。所述的表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮。
此種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法如下
1、首先制備有機(jī)載體按前述質(zhì)量百分比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在80°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；
2、然后按質(zhì)量百分比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混至混合均勻；
3、最后按質(zhì)量百分比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中混合一定時(shí)間，然后經(jīng)三棍軋機(jī)軋制至細(xì)度不超過5 μ m,經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得到一種硅基太陽能電池用鋁銀漿產(chǎn)品。
實(shí)施例4
一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的
首先按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)備以下原料
55 %的銀粉、10 %的鋁粉、6 %的無機(jī)粘結(jié)劑、16 %的有機(jī)載體、5 %的消泡劑、8 % 的表面活性劑；
所述的銀粉為純度99.5%，粒徑為2 5μπι的球形銀粉。所述的鋁粉為純度99%,粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。所述的無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑為2 5 μ m，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11X10_7°C的硼硅酸鋁系玻璃粉。所述的有機(jī)載體為按質(zhì)量百分比將46%的有機(jī)樹脂乙基纖維素和甲基纖維素按1 1混和得到的混合物溶入的溶劑乙二醇乙醚醋酸酯和松油醇按1 2混和得到的混合物中，經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾得到有機(jī)載體。所述的消泡劑為十二烷基磺酸鈉。所述的表面活性劑為磷酸三酯和乳酸單甘油酯按32混和得到的混合物。
此種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法如下
1、首先制備有機(jī)載體按前述質(zhì)量百分比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在75°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；
2、然后按質(zhì)量百分比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混至混合均勻；
3、最后按質(zhì)量百分比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中混合一定時(shí)間，然后經(jīng)三棍軋機(jī)軋制至細(xì)度不超過5 μ m,經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得到一種硅基太陽能電池用鋁銀漿產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其特征在于，按質(zhì)量百分含量計(jì)組成為鋁粉10 30 %、無機(jī)粘結(jié)劑1 6%、有機(jī)載體5 20 %、消泡劑2 5%、表面活性劑3 10 %，余量為銀粉。
2.如權(quán)利要求1所述的一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其特征在于其中銀粉為純度不低于99. 5%，粒徑為2 5 μ m的球形銀粉；鋁粉為純度不低于99%，粒徑為2 5 μ m的超細(xì)鋁粉。
3.如權(quán)利要求1所述的一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其特征在于其中無機(jī)粘結(jié)劑為粒徑2 5 μ m，軟化點(diǎn)為600 700°C，膨脹系數(shù)為8 11 X 10_7°C的硼硅酸鋁系玻璃粉；消泡劑為十二烷基磺酸鈉、1，4_ 二羥基磺酸胺或乙烯基二苯甲烷；表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮、乳酸單甘油酯或磷酸三酯。
4.如權(quán)利要求1所述的一種硅基太陽能電池用鋁銀漿，其特征在于其中有機(jī)載體為在60 80°C溫度條件下恒溫加熱按質(zhì)量百分比將20 46%的有機(jī)樹脂溶入M 80%的溶劑中，然后經(jīng)250目標(biāo)準(zhǔn)篩過濾即得到有機(jī)載體；其中有機(jī)樹脂為乙基纖維素、甲基纖維素或它們的混合物；其中溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸乙酯和松油醇中的至少一種。
5.一種硅基太陽能電池用鋁銀漿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)首先制備有機(jī)載體按權(quán)利要求4的配比稱量有機(jī)樹脂和溶劑，混合后在60 80°C條件下加熱，待樹脂完全溶解后冷卻至室溫待用；(2)然后按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的配比稱量鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和制得的有機(jī)載體，在攪拌機(jī)中把鋁粉、銀粉、無機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)載體進(jìn)行初混；(3)最后按按權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)的配比依次加入消泡劑和表面活性劑到攪拌機(jī)中再次混合，然后軋制到規(guī)定的細(xì)度不超過5um，然后經(jīng)過300目標(biāo)準(zhǔn)篩濾得一種硅基太陽能電池用鋁銀漿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅基太陽能電池用鋁銀漿及其制備方法，其特點(diǎn)是，按質(zhì)量百分含量計(jì)組成為鋁粉10～30％、無機(jī)粘結(jié)劑1～6％、有機(jī)載體5～20％、消泡劑2～5％、表面活性劑3～10％，余量為銀粉。本發(fā)明的有益效果是1、上述的鋁銀漿制備過程中不加入任何含鉛、鎘等有害元素，符合對(duì)現(xiàn)代電子元器件的制備原材料的環(huán)保要求；2、制備的鋁銀漿比純銀漿料的價(jià)格更便宜，達(dá)到了降低硅基太陽能電池制造成本的目的；3、本發(fā)明中的有機(jī)溶劑載體是將不同沸點(diǎn)及揮發(fā)速度的溶劑按照一定比例配置在一起，制備過程中依次加入了消泡劑、表面活性劑，使銀鋁漿在印刷、溜平、燒結(jié)等過程中逐次揮發(fā)，使燒結(jié)后的漿料與硅基片連接牢靠。
文檔編號(hào)H01B1/22GK102522140SQ201110444690
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者張宇陽 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司