一种适用于N型TOPCon电池的正面铝浆及其制备方法与流程

一种适用于n型topcon电池的正面铝浆及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种适用于n型topcon电池的正面铝浆及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能技术的发展日新月异，新的电池技术和工艺不断涌现，目前的perc工艺终将被hjt或topcon（tunnel oxide passivating contacts）隧穿氧化层钝化接触电池取代。topcon技术相对于hjt拥有成本低，与perc工艺传承性好等优点，近3-5年仍是太阳能电池技术的主流。目前topcon电池正面金属化所用导电浆料是以银铝浆为主。
3.现有技术的缺陷和不足：目前市场上正面银铝浆主要在烧结后提供良好的接触作用，无法或极少形成p 层，对voc几乎没有增益；另一方面银浆一直是电池片非硅成本中占有很大的比重，其高成本最终不利于光伏的平价上网。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明公开了一种适用于n型topcon电池的正面铝浆及其制备方法，使用铝浆作为n型topcon正面浆料，兼具提供良好的接触作用和形成p 层显著提升开路电压10mv以上，且成本相对降低90%以上。
5.具体方案如下：一种适用于n型topcon电池的正面铝浆，其特征在于：按照质量百分比，由以下组分制备而成：铝粉70-75%、iii族纳米金属粉及其合金粉1-6%、主玻璃粉1-4%、次玻璃粉0.5-2%、有机载体10-22%、分散剂0.5-2%、触变剂0.5-2%、爽滑剂0-2%、无机添加剂0-2%、氟化物0-2%。
6.作为本发明的进一步改进，所述铝粉、iii族纳米金属粉及其合金粉、主玻璃粉和次玻璃粉为固含量，其质量百分比为76-82%。
7.作为本发明的进一步改进，所述铝粉为球形，其粒径1-3μm，d100＜10μm，氧含量＜0.5%。
8.作为本发明的进一步改进，所述iii族纳米金属粉及其合金粉的比表＞8m2/g，包含：铝硅合金粉、铝硼合金粉、硼粉、铟粉等。
9.作为本发明的进一步改进，所述主玻璃粉平均粒径0.5-2μm，软化点300-450℃；按照质量百分比，其组分为：氧化铅50-90%、氧化铋0-30%、氧化硅1-20%、氧化硼1-20%、氧化铝0-10%、氧化锌0-10%、氧化钛0-10%、氧化镓0-10%。
10.作为本发明的进一步改进，所述次玻璃粉平均粒径0.5-2μm，软化点400-600℃；按照质量百分比，其组分为：氧化钡10-40%、氧化锶0-30%、氧化钙0-20%、三氧化二锑0-10%、氧化硅1-20%、氧化硼1-40%、氧化铝0-10%、氧化锌1-30%、氧化钛0-10%、氧化镓0-10%。
11.作为本发明的进一步改进，所述有机载体为树脂和溶剂，通过将两者进行混合、加热、搅拌制成，其中加热温度60-80℃。
12.作为本发明的进一步改进，所述树脂占有机载体重量的5-25%，含有乙基纤维素、丙烯酸树脂、pvb、cab、松香树脂、酚醛树脂等中的一种或多种；所述溶剂占有机载体重量的75-95%，含有丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、松油醇、醇酯十二、三乙二醇丁醚等中的一种或多种。
13.作为本发明的进一步改进，所述分散剂为司班、byk110、月桂基磷酸酯中的一种或多种；所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、气相二氧化硅中的一种或多种；所述爽滑剂为硅油、芥酸酰胺、石蜡粉中的一种或多种；所述无机添加剂为纳米硅粉、纳米二氧化硅等中的一种或多种；所述氟化物为中氟化钠、氟化钙、四氟乙烯中的一种或多种。
14.一种适用于n型topcon电池的正面铝浆的制备方法，其特征在于：依次经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到。
15.本发明的有益效果在于：1、使用铝浆代替正面银铝浆，显著提升了电池开路电压并降低成本90%以上；2、铝浆以铝粉为主要无机相，加入了iii族纳米金属粉或合金粉，可促进p 层的形成，显著提升开路电压10mv以上；3.玻璃粉选用双组份，主成分烧结后对氮化硅具备优秀的腐蚀性，次成分保证烧结后铝栅线的可靠性；4.通过使用一定量的氟化物，可增强浆料整体对钝化层的腐蚀；5.可配合特制铝浆共烧的主栅银浆做二次印刷并一起使用。
具体实施方式
16.下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
17.实施例1一种适用于n型topcon电池的正面铝浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：铝粉70%：球形，粒径1μm，d100＜10μm，氧含量为0.4%；iii族纳米金属粉及其合金粉5.5%：比表为14m2/g。包含：2%铝硅合金粉、3%铝硼合金粉；主玻璃粉1%：平均粒径0.5μm，软化点320℃，组分为氧化铅90%，氧化硅1%，氧化硼4%，氧化锌4%，氧化镓1%；次玻璃粉0.5%：平均粒径0.5μm，软化点420℃，组分为氧化钡40%，氧化锶10%，三氧化二锑6%，氧化硅4%，氧化硼20%，氧化锌10%，氧化镓10%；以上为固含量，固含量为77%。
18.有机载体21%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度60℃；树脂占载体重量的5%，含有4%乙基纤维素、1%松香树脂；溶剂在载体重量的95%，含有丁基卡必醇45%，丁基卡必醇醋酸酯50%；分散剂0.5%：为司班；触变剂0.5%：为聚酰胺蜡。
19.按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到本发明适用于n
型topcon电池的正面铝浆。
20.实施例2一种适用于n型topcon电池的正面铝浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：铝粉73%：球形，粒径3μm，d100＜10μm，氧含量0.2%；iii族纳米金属粉及其合金粉3%：比表20m2/g。包含：2%硼粉、1%铟粉等；主玻璃粉4%：平均粒径2μm；软化点430℃，组分为氧化铅50%，氧化铋30%，氧化硅10%，氧化硼6%，氧化铝1%，氧化钛3%；次玻璃粉2%：平均粒径2μm；软化点580℃，组分为氧化钡10%，氧化钙20%，氧化硅10%，氧化硼30%，氧化铝4%，氧化锌20%，氧化钛6%；以上为固含量，固含量为82%。
21.有机载体10%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度80℃；树脂占载体重量的25%，含有以下的一种至多种，丙烯酸树脂20%、pvb 5%；溶剂在载体重量的75%，含有以下的一种至多种，醇酯十二60%、三乙二醇丁醚15%等；分散剂2%：为1%byk110、1%月桂基磷酸酯；触变剂2%：为1.5%氢化蓖麻油、0.5%气相二氧化硅；爽滑剂2%：为芥酸酰胺；无机添加剂1%，为纳米硅粉；氟化物1%，为氟化钠。
22.按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到本发明适用于n型topcon电池的正面铝浆。
23.实施例3一种适用于n型topcon电池的正面铝浆，按照质量百分比，由以下组分制备而成：铝粉75%：球形，粒径2μm，d100＜10μm，氧含量0.3%；iii族纳米金属粉及其合金粉1%：比表20m2/g。包含：1%铟粉等；主玻璃粉3%：平均粒径1μm；软化点380℃，组分为氧化铅60%，氧化铋10%，氧化硅5%，氧化硼15%，氧化锌5%，氧化钛5%；次玻璃粉1%：平均粒径1μm；软化点500℃，组分为氧化钡20%，氧化锶30%，三氧化二锑9%，氧化硅1%，氧化硼10%，氧化锌30%；以上为固含量，固含量为80%。
24.有机载体15%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度70℃；树脂占载体重量的15%，含有以下的一种至多种，cab树脂12%、酚醛树脂3%；溶剂在载体重量的85%，含有以下的一种至多种，松油醇50%、醇酯十二35%等；分散剂1%：为1%byk110、1%月桂基磷酸酯；触变剂1%：为1%氢化蓖麻油；爽滑剂0.5%：为石蜡粉；无机添加剂0.5%，为纳米氧化硅；
氟化物2%，为1%氟化钙，1%四氟乙烯。
25.按照以上配方比例进行配料，经过搅拌分散、三辊研磨、过筛得到本发明适用于n型topcon电池的正面铝浆。
26.对比结果可配合特制铝浆共烧的主栅银浆做二次印刷并一起使用，其中，特制铝浆共烧的主栅银浆由以下组分经过搅拌分散、三辊研磨、过筛制备而成：高分散高活性球形银粉75%：球形，粒径0.3μm，d100＜2μm，比表1.8-2.0，振实密度4.5g/ml，烧损0.5-0.55%，银粉表面包覆剂必须在270℃内可以分解完；纳米银粉10%：粒径约80nm，并在200℃内可以完成低温烧结；低熔超细玻璃粉1%：平均粒径0.5μm；软化点310℃，组分为氟化铅65%，氟化钙20%，氧化硅2%，氧化硼6%，氧化铝1%，氧化锌6%；有机载体11%：主要成分为树脂和溶剂，将两者进行混合、加热、搅拌，熬制温度80℃。
27.树脂占载体重量的5%，含有乙基纤维素3%、松香树脂2%；溶剂在载体重量的95%，含有以下的一种至多种，丁基卡必醇35%，丁基卡必醇醋酸酯65%；分散剂2%：为1%司班、1%楠本ed120；触变剂0.5%：为聚酰胺蜡；爽滑剂0.5%：为硅油。
28.验证结果如下表所示：本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。