太阳能铝浆技术小结

太阳能铝浆技术小结

一、

基本原理

铝背场对电池性能提高理论上来说来自两种可能：

1、消除本体半导体的缺陷，利用AL SI 原子晶格失配产生的应力，使硅片中的重金属杂质和空位扩散到表面而被有效降噪，而增加少数载流子在基体内飘移距离。

2、P+层有效降低电子和空穴在背面的复合速率，确保铝层与基材之间的欧姆接触。

二、

铝浆料一般组成

典型的铝浆是由铝粉，无机黏结剂，添加剂和有机载体组成。

铝粉提供烧结使膜层导电性以及P+扩散源，铝粉有粒径分布，形态，氧化程度，杂质种类和含量均影响膜层欧姆接触，P+层形成（浓度，深度，一致性），表面性质和膜层导电性，烧结变形量，吸杂效果，可靠性等。

无机粘接剂也影响上述每一个因素，而且虽然在浆料中量少，但起关键作用，尤其是对P+层形成质量，吸杂以及变形量，可靠性。

有机载体相关到铝浆与基材的浸润性，烘干铝膜对基材附着力以及铝膜的密度，对烧结过程中铝粉的氧化过程有影响，也影响到上述的每一个方面，只是敏感性比铝粉和玻璃稍差。

添加剂种类，分散剂可控制AL浆流变特性，影响铝粉在烘干膜中的排列分布，浸润剂（如卵磷脂）能降低浆料表面张力，增加与基体接触的面积，负膨胀系数或高熔点无机物可控制变形量，其他助剂可促进扩散，改变烘干膜性质等。三、

铝浆料基本要求

A、

浆料：1、合适的流变特性，易于印刷均匀，与基材料有良好浸润性。

2

、合适的挥发速率和存贮稳定性确保在印刷寿命，一致性。

3、

合适的沉降速率确保工艺性。

4、合适的AL含量和密度确保移印量。

B、

烧结铝膜：1、良好的欧姆接触。

2、 P+层厚度和浓度一致性。

3、表面电阻。

4、表面质量（铝珠，铝苞）

5、对变形量影响（PBO2，过氧化铅）

四、存在的问题，性质改进的方面

A、 GLASS

1、确定B ，AL，ZN，GA，TL 以及其他在高温下能形成三价的材料，强化AL3+形成P+背场的辅助作用，以及实现的途径。

2、上述成分为主实现主要功能之外，要调玻璃的表面张力，以增加对AL粉的浸润性。

3、实现两种玻璃组合，一种促进与基材作用，一种滞留在膜层中控制变形量。

4、尽可能尝试稀土元素作用和特殊性。

5、注重玻璃的比重，加入量，粒径分布，物理化学等处理可能产生的影响。

B、载体

1、要确定合适的乙基纤维素比例，平衡初始膜层密度，附着力，以及烧结残留，沉降速率，保存安定性等方面。

2、保持合适的挥发速率，保证印刷寿命，保持原料一致性，确保载体不出问题。确定与铝粉的浸润性。

3、载体的流变特性控制，保证工艺性，沉浆速率，稳定性。

4、调整助剂（防掉粉），争取一种助剂实现多功能，减少助剂可能负面影响。C、

铝粉

1、

确定AL粉粒径分布，含氧量，杂质含量，颗粒形态，表面性质以及表面改性可能造成的影响，对不同厂家，和生产方式生产的铝粉特性要做到心理有数，特点清楚。

2、

要确定AL粉的物理性质，比表面积，密度，吸油量，表观色泽等对浆料工艺性，电学性能，可能性等方面影响。

3、

要建立一套来料测试方法，发生偏离时的调整措施。

4、

要注意存贮和生产过程环境，和生产方式对AL粉以及浆料生产的各种影响。D、

助剂

在基本配方确立的情况下，AL浆料进一步提高质量，提高太阳能电池的转化效率，除了主体材料，配比，进一步优化之外，另一种最可能的途径就是助剂。1、

无机助剂

①

金属ZN，TI，IN，GA，TA，NB，LA，等不同类别的金属，金属氧化物，涂层可能对P+以及转化效率，工作窗口的影响。

②

玻璃和复合氧化物对控制变形，耐水性，附着力等方面影响。

③

有机助剂：分散剂，防沉剂，流动助剂，分解助剂，排列影响助剂，工艺性，存贮性，电学性，可靠性。

五、铝浆里可能添加的助剂

1、抗氧化剂

2、腐蚀阻滞剂

3、消泡剂

4、黏度改进剂

5、分散剂

6、增粘剂

7、偶连剂

8、静电付与剂

9、聚合阻滞剂

10、触变剂

11、防沉剂

12、变形阻滞剂

13、接触改进剂

具体而言：

1、聚乙二醇酯类化合物

2、聚乙二醇醚类化合物

3、聚氧乙烯山梨糖醇酯类化合物

4、山梨糖醇丙烯酯类化合物

5、磷酸酯化合物

6、脂肪族多羟基羧酸化合物

7、聚酯酸酰胺盐类

8、聚乙二醇氧化物

9、脂肪酸

10、

蜡