太阳能电池铝浆的配方与性能研究

【摘要】：硅太阳能电池近年来发展迅速,硅基电池材料的研究也比较多。铝背场对太阳能电池的光电转换效率有重要的影响,而作为原材料的铝浆,其配方、制备工艺、烧结工艺等都对铝浆的性能有很大影响。工业上对太阳能电池铝浆也有很多要求：需要有良好的印刷性能,较高的光电转换效率,附着力好,翘曲低,变形小,铝膜表面光滑,无铝珠、不起灰等。本文针对铝浆存在的技术问题,对铝浆的成分配比、影响因素等作了以下的工作： 一、采用恒温挥发实验对三种溶剂及混合溶剂的挥发性能做了实验表征,通过使用不同沸点的溶剂按一定比例得到具有层次挥发性的有机溶剂,得到三种溶剂可在62：20：18的比例范围内适当调整；并研究了乙基纤维素、触变剂和两种表面活性对有机载体的粘度、流变性及触变性的影响。聚酰胺的加入改变了载体的触变性,当含量为0.4wt%,触变性最佳；十二烷基苯磺酸钠含量的增加使溶液粘度先增加后减小,而司班-85对有机载体的粘度影响不大。通过上述实验最终确定了最佳有机载体的配方,最合适的有机载体配方为混合溶剂90.6wt%,乙基纤维素7wt%,聚酰胺0.4wt%, SDBS2wt%。 二、研究了无铅玻璃SiO2-Bi2O3-B2O3系统的玻璃形成能力,采用IR、XRD、DSC对玻璃结构和性质进行了分析。制备出了具有较低玻璃转变温度、较稳定玻璃结构的玻璃粉。 三、讨论了铝浆的原材料铝粉、玻璃粉、有机载体、添加剂对铝浆性能的影响及烧结温度对背场结构的影响。铝粉的选择十分关键,比较了三种粒径铝粉含量不同对铝浆粒度、外观、光电转换效率的影响,当2μm,5μm,8μm铝粉比例为10：15：75时效果最佳；同时用硅烷偶联剂KH-550对铝粉表面改性后,对铝浆的沉降等现象有所改善,并提高了铝粉的稳定性：讨论了玻璃粉含量、有机载体对铝浆烧结后的电性能及附着力的影响,得到最适合有机载体含量为15.2%、玻璃粉含量为4.5%。最后确定铝浆配方为铝粉79.5%,有机载体15.2%,玻璃粉4.5%,添加剂0.8%,烧结温度为850℃。 【关键词】：铝浆 硅太阳电池 有机载体 玻璃粉 表面活性剂 方阻
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-21
• 1.1 太阳能电池发展状况10
• 1.2 太阳能电池种类10-12
• 1.2.1 单晶硅太阳能电池10-11
• 1.2.2 多晶硅薄膜太阳能电池11
• 1.2.3 非晶硅薄膜太阳能电池11
• 1.2.4 多元化合物薄膜太阳能电池11-12
• 1.2.5 有机太阳能电池12
• 1.2.6 染料敏化纳米晶电池12
• 1.3 太阳能电池的原理12-13
• 1.4 硅太阳能电池用导电铝浆的应用研究13-15
• 1.4.1 导电铝浆的发展状况及趋势13-14
• 1.4.2 铝浆导电原理14-15
• 1.4.3 铝浆制备工艺15
• 1.5 硅太阳能电池铝浆的原材料研究15-20
• 1.5.1 铝粉15-17
• 1.5.2 有机载体17-19
• 1.5.3 玻璃粉19-20
• 1.6 本课题的研究意义和内容20-21
• 2 有机载体的制备与研究21-29
• 2.1 实验方法21-22
• 2.1.1 主要试剂21
• 2.1.2 挥发实验21-22
• 2.1.3 有机载体的制备22
• 2.2 实验结果与讨论22-27
• 2.2.1 混合溶剂的挥发性能测定22-24
• 2.2.2 乙基纤维素对载体流变性的影响24
• 2.2.3 聚酰胺对触变性的影响24-26
• 2.2.4 表面活性剂对载体粘度的影响26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 3 无铅玻璃粉的制备与研究29-37
• 3.1 实验部分29-31
• 3.1.1 实验原料29
• 3.1.2 实验仪器29
• 3.1.3 玻璃粉的制备29
• 3.1.4 玻璃形成区29-31
• 3.2 结果与讨论31-36
• 3.2.1 球磨时间对玻璃粉粒径的影响31-32
• 3.2.2 Bi_2O_3/B_2O_3对玻璃粉性能的影响32-34
• 3.2.3 B_2O_3/SiO_2对玻璃粉性能的影响34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 铝浆的制备与研究37-49
• 4.1 实验部分37-40
• 4.1.1 主要实验试剂37
• 4.1.2 铝粉的选择37
• 4.1.3 铝粉表面改性37-38
• 4.1.4 铝浆的制备38-39
• 4.1.5 铝浆的性能测试39
• 4.1.6 铝浆的烧结工艺39
• 4.1.7 铝浆烧结后的性能测试39-40
• 4.2 结果与讨论40-48
• 4.2.1 铝粉对铝浆的性能影响40-42
• 4.2.2 玻璃粉含量对铝浆性能影响42-45
• 4.2.3 有机载体对铝浆性能的影响45-46
• 4.2.4 表面活性剂对铝浆性能的影响46-47
• 4.2.5 烧结温度对背场方阻的影响47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 5 全文总结49-51
• 5.1 结论49
• 5.2 展望49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-57
• 附录57

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