一种太阳能电池背电极的制备方法.pdf

本发明提供的一种太阳能电池背电极的制备方法，首先采用钎焊剂在铝背场的表面形成钎焊剂带，然后在钎焊剂带的表面形成非银金属材料的焊料带，通过钎焊剂带的设置能够破除铝背场表面的氧化铝膜，使铝背场表面露出新鲜的金属铝，后续进料的非银金属丝（焊料）在焊头的热作用下熔融，熔融液与金属铝发生融合，使得熔融状态的焊料很好的粘附在所述铝背场的表面，避免了银的使用，降低了成本，避免了使用超声波振动装置，成品的强度明显提高，破片和裂纹明显降低，大大提高了太阳能电池背电极的质量，采用本发明的制备方法制备的太阳能电池背电极，破片及隐裂率低，背电极与铝背场的附着力强，与光伏焊带的焊接性能好，平均光电效率符合要求，制作成本低。

1.  一种太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：在太阳能电池的铝背场表面形成若干条由钎焊剂形成的钎焊剂带；
S20：通过钎焊的方式将非银金属焊丝粘附在被所述钎焊剂带覆盖的铝背场表面形成焊料带，所述焊料带冷却后形成背电极。

2.  根据权利要求1所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：钎焊时，所述钎焊剂带与焊头间有间隙，所述非银金属焊丝在所述间隙内被所述焊头加热至熔融状态，熔融状态的非银金属在所述焊头的带动下沿着所述钎焊剂带移动以在所述铝背场表面形成所述焊料带。

3.  根据权利要求1或2项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述钎焊剂为三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂。

4.  根据权利要3所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂包括如下质量份的组分：氟硼酸盐5.0~30质量份，有机粘接剂3.0~25质量份，三乙醇胺60~95质量份。

5.  根据权利要求3或4所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：氟硼酸盐为氟硼酸锌、氟硼酸铵、氟硼酸镉中的一种或几种的混合物。

6.  根据权利要求4或5所述的太阳能电池背电极的制备方法，所述有机粘接剂为乙基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、酚醛环氧树脂、酚酮树脂或聚酮树脂中的一种或几种的混合物。

7.  根据权利要求1-7中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述钎焊剂带的宽度为5.0~20mm，厚度为2.0~40μm。

8.  根据权利要求7所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述钎焊剂带的宽度为8.0~12mm，厚度为5.0~20μm。

9.  根据权利要求1-8中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述钎焊剂带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘形成间隔d，d为5.0~20mm。

10.  根据权利要求1-9中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：在所述铝背场的表面形成若干条相互平行的所述焊料带。

11.  根据权利要求1-10中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述焊料带的宽度≤所述钎焊剂带的宽度。

12.  根据权利要求11所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：焊料带的宽度为2.0~10mm，厚度为0.2~20μm。

13.  根据权利要求12所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述焊料带的宽度为2.0~5.0mm，厚度为1.0~5.0μm 。

14.  根据权利要求1-13中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述非银金属焊丝为纯锡或者锡合金。

15.  根据权利要求14所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述锡合金为锡锌合金、锡锌铋合金或锡锌铋锑合金的一种。

16.  根据权利要求1-15中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述非银金属焊丝的直径为0.2~2.0 mm。

17.  根据权利要求16所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述非银金属焊丝的直径为0.8~1.0mm。

18.  根据权利要求1-17中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：进料时，所述非银金属焊丝与所述铝背场表面形成的夹角γ为30~60°。

19.  根据权利要求1-18中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：在所述步骤S10中，采用喷枪喷涂的方式将含有钎焊剂的钎焊剂溶液精细喷涂到所述铝背场表面形成所述钎焊剂带。

20.  根据权利要求19所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述钎焊剂溶液通过将三乙醇胺加热到50~60℃，再将有机粘结剂加入其中，最后加入氟硼酸盐，搅拌0.5~2h，使其充分溶解制得。

21.  根据权利要求19或20所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述喷枪的喷嘴直径为5.0~50μm，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₁为2.0~50mm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60~90°。

22.  根据权利要求1-21中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述焊头为电烙铁的焊头，所述电烙铁的焊头具有面向所述铝背场表面的斜面，所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₂为0.1~2.0mm，所述斜面与所述铝背场表面形成的夹角β为5.0~30°，所述电烙铁的焊头在与其行进方向相垂直方向上的宽度w为3.0~10mm。

23.  根据权利要求22所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₂为0.2~1.0mm，所述斜面与铝背场表面形成的夹角β为10~20°。

24.  根据权利要求1-23中任一项所述的太阳能电池背电极的制备方法，其特征在于：所述焊头的加热温度为300~500℃。

一种太阳能电池背电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池背电极的制备方法，属于太阳能电池领域。
背景技术
晶体硅太阳能电池占据了光伏电池市场量的80%以上的份额，并且有望成为未来电力供应的主要支柱。
传统制备晶体硅太阳能电池电极的方法为金属化工艺，具体为：将多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，先采用丝网印刷背面银浆，然后烘干，在背面银浆余下背光面部分，印刷背场铝浆，烘干后，再在向光面印刷正面银浆，经过隧道炉烧结后，得到具备铝背场、银背电极线和正面电极线的太阳能电池片，该工艺简单成熟。但是，该方案所采用浆料均使用含银导电浆料，因此，其材料成本相对较高。
面对传统工艺的如上缺陷，如何采用非银材料作为太阳能电池的导电电极，并保持良好的导电、附着力及焊接等性能，成为当前太阳能电池电极研究的热点。
中国专利文献CN102248243A和CN102969406A分别公开了一种用于焊料涂覆的方法和装置，采用非银金属丝作为焊丝，焊头加热时，焊丝成为熔融状态的金属液，所述熔融状态的金属液在超声波所施加的超声振动作用下涂覆到太阳能电池铝背场表面，由涂覆带形成太阳电池的背电极。实践表明，由该涂覆带形成的背电极，相比传统的印刷银电极，该涂覆带与铝背场的附着强度高，与光伏焊带的焊接性能好。但该方法需要专门设计的超声波设备，设备成本增加；并且，在采用该方案进行涂覆时，金属丝熔融后，超声波通过熔融状态的金属液作用到太阳能电池硅片上，超声振动很容易造成硅片的破碎或隐裂。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的晶体硅太阳能电池背电极的制备方法成本高且硅片破碎或者隐裂率高的缺陷，从而提供一种成本低、硅片破碎及隐裂率低且背电极与铝背场的附着力强的太阳能电池背电极的制备方法。
为此，本发明提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括以下步骤：
S10：在太阳能电池的铝背场表面形成若干条由钎焊剂形成的钎焊剂带；S20：通过钎焊的方式将非银金属焊丝粘附在被所述钎焊剂带覆盖的铝背场表面形成若干条焊料带，所述焊料带冷却后形成背电极。
钎焊时，所述钎焊剂带与焊头间有间隙，所述非银金属焊丝在所述间隙内被所述焊头加热至熔融状态，熔融状态的非银金属在所述焊头的带动下沿着所述钎焊剂带移动以在所述铝背场表面形成所述焊料带。
所述钎焊剂为三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂。
所述三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂包括如下质量份的组分：氟硼酸盐5.0~30质量份，有机粘接剂3.0~25质量份，三乙醇胺60~95质量份。
氟硼酸盐为氟硼酸锌、氟硼酸铵、氟硼酸镉中的一种或几种的混合物。
所述有机粘接剂为乙基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、酚酮树脂、酚醛环氧树脂或聚酮树脂中的一种或几种的混合物。
所述钎焊剂带的宽度为5.0~20mm，厚度为2.0~40μm。
所述钎焊剂带的宽度为8.0~12mm，厚度为5.0~20μm。
所述钎焊剂带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘形成间隔d，d为5.0~20mm。
在所述铝背场的表面形成若干条相互平行的所述焊料带。
所述焊料带的宽度≤所述钎焊剂带的宽度。
所述焊料带的宽度为2.0~10mm，厚度为0.2~20μm。
所述焊料带的宽度为2.0~5.0mm，厚度为1.0~5.0μm 。
 
所述非银金属焊丝为纯锡或者锡合金。
所述锡合金为锡锌合金、锡锌铋合金或锡锌铋锑合金的一种。
所述非银金属焊丝的直径为0.2~2.0 mm。
所述非银金属焊丝的直径为0.8~1.0mm。
进料时，所述非银金属焊丝与所述铝背场表面形成的夹角γ为30~60°。
在所述步骤S10中，采用喷枪喷涂的方式将含有钎焊剂的钎焊剂溶液精细喷涂到所述铝背场表面形成所述钎焊剂带。
所述钎焊剂溶液通过将三乙醇胺加热到50~60℃，再将有机粘结剂加入其中，最后加入氟硼酸盐，搅拌0.5~2h，使其充分溶解制得。
所述喷枪的喷嘴直径为5.0~50μm，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₁为2.0~50mm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60~90°。
    所述焊头为电烙铁的焊头，所述电烙铁的焊头具有面向所述铝背场表面的斜面，所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₂为0.1~2.0mm，所述斜面与所述铝背场表面形成的夹角β为5.0~30°，所述电烙铁的焊头在与其行进方向相垂直方向上的宽度w为3.0~10mm。
    所述斜面的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₂为0.2~1.0mm，所述斜面与铝背场表面形成的夹角β为10~20°。
所述焊头的加热温度为300~500℃。
本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法具有以下优点：
1.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，首先采用钎焊剂在铝背场的表面形成钎焊剂带，然后以钎焊的方式在钎焊剂带的表面形成非银金属材料的焊料带，不但避免了银的使用，降低了成本，还避免了使用超声波振动装置，减少了硅片的破碎或隐裂。
2.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，通过使用钎焊剂破除铝背场表面的氧化铝膜，使铝背场表面露出新鲜的金属铝，再通过简单的钎焊方式，将后续进料的非银金属丝（焊料）在焊头的加热作用下熔融，熔融液与金属铝发生融合，覆盖在金属铝上面的钎焊剂此时受热全部挥发,使得熔融状态的焊料很好的粘附在所述铝背场的表面，不但避免了银的使用，降低了成本，并且避免了使用超声波振动装置，使用本发明的制备方法制备的背电极与铝背场的附着强度明显提高，成品太阳能电池的破片和裂纹明显降低，大大提高了太阳能电池的质量， 含有利用本发明提供的制备方法制备的背电极的太阳能电池，破片及隐裂率低，背电极与铝背场的附着力强，与光伏焊带的焊接性能也好，平均光电效率符合要求，电极的制作成本低。
3.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，所述钎焊剂为三乙醇胺-氟硼酸盐型钎焊剂，所述钎焊剂包括如下质量份的组分，含氟硼酸盐5.0~30质量份，有机粘接剂为3.0~25质量份，三乙醇胺60~95质量份。所述氟硼酸盐为氟硼酸锌、氟硼酸铵、氟硼酸镉中的一种或几种的混合物；有机粘接剂为乙基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、酚醛环氧树脂、醛酮树脂、聚酮树脂的一种或几种的混合物。上述成分的钎焊剂能够更好的破除铝背场表面的氧化铝膜，并且不会损坏铝背场表面的品质，使得所述焊料带能够更好的粘附在所述铝背场的表面，提高粘附强度。
4.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，所述钎焊剂采用以下方法制备，将三乙醇胺加热到50~60℃，再加入有机粘结剂，最后加入氟硼酸盐，搅拌0.5~2h，充分溶解后得到所述钎焊剂溶液。形成的所述钎焊剂溶液，便于通过喷涂的方式均匀喷涂到铝背场的特定位置，形成品质更均匀的若干条钎焊剂带，提高了整个晶体硅太阳能电池背电极的品质；并且上述钎焊剂也便于在后续形成焊料带过程中的挥发。
5.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，对钎焊剂带的宽度、厚度进一步进行了优化，对太阳能电池的性能进行了进一步提高，钎焊剂带太厚易造成钎焊剂在后续加热状态下，有机物挥发残留过多，会对焊料与铝背场的焊接强度及电池的接触电阻造成不利影响；太薄可能不足以去除氧化铝膜，可能影响焊料与铝背场的焊接强度。本发明优选形成的钎焊剂带的宽度为5.0~20mm，进一步优选宽度为8.0~12mm，优选厚度为2.0~40μm，进一步优选厚度为5.0~20μm 。
6.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，所述焊料带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘形成间隔d，该间隔d一般为5.0~20mm，该种设计可以进一步防止在焊丝加热涂覆时对电池片边缘造成污染而形成短路。
7.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，采用的焊丝为非银金属丝，具体为纯锡或者锡合金，优选采用锡合金，更具体为锡锌合金、锡锌铋合金或锡锌铋锑合金中的一种。锌-铝的相互溶解性强，在合金中加入锌，可使焊料熔融液迅速向金属铝中扩散，可大幅提高焊接强度。加入铋、锑元素方便调节焊丝的熔点，调节焊丝的熔融时间，进而控制焊料带的涂覆速度。
8.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，焊丝与铝背场表面形成一定的角度γ，一般可选为30~60°。该种设置方便焊丝的进入与熔融。
9.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，进一步对焊丝的直径进行了优化，以对焊料带的形成速度和性能进行进一步优化， 为了保证最优的效果，焊丝的直径为0.2~2.0 mm，优选为0.8~1.0mm。
10.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，电烙铁焊头的斜面与铝背场表面，形成倾斜夹角β和一定的间隙距离h₂，角度和间隙是两个非常关键的参数，一方面它们影响焊丝在焊头下的加热熔融和进料速度，另一方面影响焊丝的毛细吸入速度，进而影响焊料带的涂覆速度和性能。为了保证最优的效果，所述斜面的最末端与所述铝背场表面的垂直高度h₂为0.1~2.0mm，所述斜面与铝背场表面形成的夹角β为5.0~30°。
11.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，焊头的宽度w影响涂覆焊料带的宽度，为了保证最佳的工艺效率以及便于形成所需宽度的焊料带，所述电烙铁焊头的宽度w为3.0~10mm。
12.本发明提供的太阳能电池背电极的制备方法，优选喷枪的喷嘴直径为5.0~50μm，喷嘴与铝背场表面的垂直距离h₁为2.0~50mm，喷嘴所在直线与太阳电池的铝背场表面所成的夹角α为60~90°，从而便于形成更优的钎焊剂带。
附图说明
图1为采用喷枪喷涂钎焊剂的示意图。
图2为钎焊剂带在太阳能电池片的铝背场表面的分布示意图。
图3为涂覆焊料带时电烙铁的焊头与焊丝的相对位置示意图。
图4为焊料带在太阳能电池片的铝背面场表面的分布示意图。
图5为电烙铁的焊头的斜面的截面图。
图中1-喷枪；2-太阳电池片（铝背场表面朝上）；3-钎焊剂带；4-电烙铁；5-焊头；6-焊丝；7-焊料带（背电极带）。
图中，h₁为喷嘴的最前端与铝背场表面的垂直距离；α为喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角； h₂为斜面的最末端与铝背场表面的垂直距离；β为斜面与铝背场表面形成的夹角；γ为所述焊丝与铝背场表面形成的夹角； d为焊料带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘的间隔；w为焊头在与其行进方向相垂直方向上的宽度。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片；
步骤2：钎焊剂的制备
将70质量份的三乙醇胺加热到55℃，再加入10质量份的乙基纤维素（粘度规格为20m·Pas，美国陶氏公司生产），而后加入20质量份的氟硼酸锌，搅拌1h，使乙基纤维素和氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液；
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向太阳能电池片2的所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为30μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的垂直距离h₁为30mm，如图1所示，所述电池片的移动线速度为120mm/s ，得到3条钎焊剂带3，如图2所示；每条钎焊剂带的宽度为8.0mm，厚度为5.0μm；
接着，如图3所示，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.5mm，β为30°，与行进方向相垂直的方向，焊头的宽度w为6.0mm，如图5所示；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝与铝背场表面形成夹角γ，γ为45°，如图3所示，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至500℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头的带动下沿所述铝背场表面行进，并粘附在铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为6.0mm，厚度为6.0μm；钎焊剂带的长度方向的两端部分别与最靠近所述端部的所述铝背场边缘形成间隔d，d为15mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极，如图4所示。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝的直径选为0.8mm。
实施例2
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将95质量份的三乙醇胺加热到60℃，再加入15质量份的硝基纤维素（牌号为L型，泸州北方化学工业公司生产），而后加入30质量份的氟硼酸铵，搅拌2h，使硝基纤维素和氟硼酸铵完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液；
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为25μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为90°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为50mm，所述电池片的移动线速度为100mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为10mm，厚度为10μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为2.0mm，β为25°，焊头5的与行进方向相垂直的方向的宽度w为5mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为30°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至350℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为4.0mm，厚度为3.0μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为20mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌铋（Sn₉₂Zn_5.0Bi_3.0）合金，焊丝6的直径选为1.0mm。
实施例3
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将80质量份的三乙醇胺加热到50℃，再加入25质量份的醇酸树脂（牌号为AK2380A，同德化工有限公司生产），而后加入17质量份的氟硼酸镉，搅拌0.5h，使醇酸树脂和氟硼酸镉完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液； 
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为28μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为75°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为2.0mm，所述电池片的移动线速度为110mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为20mm，厚度为15μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为1.5mm，β为30°，焊头5的与行进方向垂直的方向的宽度w为10mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为60°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至400℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为10mm，厚度为5μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为12mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌铋锑（Sn₉₀Zn_5.0Bi_3.0Sb_2.0）合金，焊丝6的直径选为2.0mm。
实施例4
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将60质量份的三乙醇胺加热到58℃，再加入20质量份的酚醛树脂（牌号为2402，上海新华树脂厂生产），而后加入20质量份的氟硼酸锌，搅拌1.5h，使酚醛树脂和氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液； 
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为20μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为85°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为3.0mm，所述电池片的移动线速度为110mm/s ，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为5.0mm，厚度为2.0μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.2 mm，β为5°，焊头5的与行进方向垂直的方向的宽度w为3mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为50°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至450℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为2.0mm，厚度为0.2μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为10mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝6的直径选为0.2mm。
实施例5
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片；
步骤2：钎焊剂的制备
将83质量份的三乙醇胺加热到58℃，再加入12质量份的环氧树脂(牌号为DER317，美国陶氏公司生产)，而后加入5质量份的氟硼酸锌，搅拌1.6h，使环氧树脂和氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液；
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为50μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为80°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为45mm，所述电池片的移动线速度为100mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为8mm，厚度为20μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.8mm，β为18°，焊头5的与行进方向相垂直的方向的宽度w为8.0mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为60°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至300℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为8.0mm，厚度为20μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为18mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为纯锡，焊丝6的直径选为0.6mm。
实施例6
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将64质量份的三乙醇胺加热到55℃，再加入12质量份的醛酮树脂（牌号为UK300，印度Hindustan油墨树脂公司生产），而后加入24质量份的氟硼酸锌，搅拌1h，使醛酮树脂和氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液； 
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为5.0μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为90°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为10mm，所述电池片的移动线速度为100mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为6.0mm，厚度为40μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.1mm，β为20°，焊头5的与行进方向相垂直的方向的宽度w为6.0mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为35°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至450℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为3.0mm，厚度为1.0μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为18mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。 
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝6的直径选为0.5mm。
实施例7
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将61质量份的三乙醇胺加热到55℃，再加入13质量份的聚酮树脂（牌号为CF120，深圳市科立孚实业有限公司生产），而后加入26质量份的氟硼酸锌，搅拌1h，使聚酮树脂和氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液； 
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为40μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为30mm，所述电池片的移动线速度为120mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为5.0mm，厚度为2.0μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为1.0 mm，β为30°，焊头5的与行进方向垂直的方向的宽度w为4.0mm，
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为50°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至500℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为3.0mm，厚度为0.8μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为5.0mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝6的直径选为0.5mm。
实施例8
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将70质量份的三乙醇胺加热到55℃，再加入10质量份的乙基纤维素（粘度规格为20m·Pas，美国陶氏公司生产），而后加入20质量份按质量比为1：1混合的氟硼酸锌与氟硼酸铵的混合物，搅拌1h，使乙基纤维素、氟硼酸锌与氟硼酸铵的混合物均完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液； 
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为35μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为30mm，所述电池片的移动线速度为120mm/s，得到3条钎焊剂带3；每条钎焊剂带3的宽度为11mm，厚度为3.0μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.5mm，β为30°，焊头5的与行进方向垂直的方向的宽度w为8.0mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为60°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至300℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为5.0mm，厚度为3.0μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为8.0mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝6的直径选为0.8mm。
实施例9
本实施例提供一种太阳能电池背电极的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：硅片的制备
选用规格为156×156mm、厚度为180μm（腐蚀前）的多晶硅片，将该多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，在整个背光面采用丝网印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆）并烘干后，再印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到已具备铝背场和正电极线的硅片;
步骤2：钎焊剂的制备
将72质量份的三乙醇胺加热到55℃，再加入3质量份的按质量比1:1混合的乙基纤维素（粘度规格为20m·Pas，美国陶氏公司生产）和醇酸树脂（AK2380A，同德化工有限公司生产）的混合物，而后加入25质量份的氟硼酸锌，搅拌1.0h，使乙基纤维素和醇酸树脂的混合物以及氟硼酸锌完全溶解，得到均匀的钎焊剂溶液；
步骤3：背电极的制备
首先，采用自动喷涂机向所述铝背场的表面喷涂液态钎焊剂，所述自动喷涂机具有喷枪1，所述喷枪1的喷嘴直径为40μm，所述喷嘴的轴线与所述铝背场表面形成的夹角α为60°，所述喷嘴的最前端与所述铝背场表面的距离h₁为3.0mm，所述电池片的移动线速度为120mm/s，得到3条钎焊剂带3，每条钎焊剂带3的宽度为8.0mm，厚度为5.0μm；
接着，将具有斜面的电烙铁4的焊头5移动至所述铝背场上方，使得所述斜面的最前端与太阳电池片铝背场表面形成高度为h₂的间隙，并使得所述电烙铁4的焊头5的斜面与太阳能电池的铝背场表面形成夹角β，其中，h₂为0.50 mm，β为30°，焊头5的与行进方向垂直的方向的宽度w为6.0mm；
然后，将非银金属丝形成的焊丝6送入到所述电烙铁4的焊头5的所述斜面的最末端与太阳电池片铝背场表面形成的所述间隙内，所述焊丝6与铝背场表面形成夹角γ，γ为30°，在所述间隙内，所述焊丝6被焊头5加热至500℃，形成熔融状态的金属液，所述金属液在所述焊头5的带动下沿所述钎焊剂带3表面行进，并粘附在所述铝背场表面形成焊料带7，每条焊料带7的宽度为5.0mm，厚度为10μm；焊料带7的边缘与电池片边缘的间隔d为15mm，所述焊料带7的宽度小于所述钎焊剂带3的宽度，冷却后的所述焊料带7形成电池的背面电极。
在本实施例中，采用的焊丝6为非银金属丝，具体为锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，焊丝6的直径选为1.0mm。
对比例1
采用专利CN102248243A提供的方法制备太阳能电池的背电极。
采用与实施例1相同的步骤1准备硅片，然后采用超声波电烙铁自动焊机（该设备的主要功能部件为超声波电烙铁，韩国MECS公司生产，型号为MR-5030）进行施工，焊头温度设置为380±20℃，超声波频率为30K±1K赫兹，超声波电烙铁的输出功率为500W。金属丝的材料采用锡锌（Sn₉₅Zn_5.0）合金，金属丝与铝背场的间隔距离为0.1~0.3mm，依靠焊接机的电烙铁的焊接头将金属丝加热熔融，然后将熔融物连续涂覆于硅片的铝背场表面，冷却后即得到具有连续带状的背电极带；得到背电极带的宽度与厚度与实施例1相同。通过上述步骤，得到本对比例的太阳能电池片。
对比例2
采用传统丝网印刷背银浆的方法制备太阳能电池背电极。
准备规格为156×156mm，厚度为180μm （腐蚀前）的多晶硅片，将多晶硅片制绒、制PN结、镀减反射膜后，先采用丝网印刷背面银浆（Dupont公司的PV505银浆），背银结构采用三线四段制（即背银为三条，每条各四段），印刷湿重为40~45mg，然后烘干，在背银浆余下背光面部分，印刷背场铝浆（硕禾电子材料股份有限公司生产的108C铝浆），烘干后，再在向光面印刷正面银浆（Dupont公司生产的17F银浆），经过隧道炉烧结后，得到的传统工艺制作的间断分布的银背电极带。通过上述步骤，得到本对比例的太阳能电池片。
性能测试
1．碎片或隐裂率：采用实施例及对比例中所述的制备方法制备10000片电池，采用肉眼观察碎片情况，采用EL测试仪（电致发光测试仪，陕西众森生产）测试电池片隐裂情况，见表1，表1中的碎片或隐裂率为10000片电池的平均值。
2．附着力：采用实施例及对比例中所述的制备方法制备100片电池，选用上海胜陌1.2×0.2mm锡铅焊带，用汉高X32-10I型助焊剂浸泡后烘干，然后在320℃对制备好的背电极进行手工焊接，待电池片自然冷却后，使用山度SH-100拉力机对焊带和电池片之间呈45°匀速拉伸，记录焊带和电池片剥离时的峰值拉力，进而得到附着力数据，见表1，表1中的附着力数据为100片电池的平均值。
3．平均光电效率：采用单次闪光模拟测试仪器对各电池片进行测试得到。测试条件为标准测试条件（STC）：光强：1000W/m²；光谱：AM1.5；温度：25℃。
表1