CN105132809B - 一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金及其制备方法，合金按重量比包括：19‑23％铝、8‑12％锰、0.05‑0.2％硅、0.1‑0.5％锡、0.1‑0.4％铜、0.2‑0.45％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。按照本发明方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金及其制备方法，具体地涉及一种用于太阳能电池丝网印刷的合金及其制备方法。
背景技术
太阳能电池的制备工艺为：前清洗—制绒—扩散—等离子刻蚀—后清洗—等离子气相沉积—丝网印刷—烧结—检测。
其中丝网印刷和烧结工艺为：将制作好减反射膜的太阳电池进行电极制备，电池电极制备采用丝网印刷，在电池的背面先印刷银浆或银铝浆背电极，烘干后将铝浆印刷背电场，再次烘干，然后在电池的正面印刷银浆前电极，最后进行烧结，烧结温度控制在800-880℃左右。
目前丝网印刷技术非常成熟，为了能制作出效率更高的电池片，各种浆料也不断更新。唯一困扰丝网印刷的问题就是印刷过程中刮刀压向网版和硅片时产生的碎片和隐裂片问题。
我们针对产生碎片率的主要原因进行分析后对丝网印刷机台的台面材料进行改造。
无论是印刷正面电极还是背面电极电场，其设备印刷结构一般都采用机台、刮刀、网版(中间为网布)、带传送带的台面等组成。每次印刷，台面和硅片都要承受机台和刮刀给予的压力。硅片易碎，很薄，且向更薄化发展，这就对机台的台面提出了更高的要求。印刷频率为30-50片/min,硅片厚度为180-220微米，台面材料必须在24小时不间断的生产作业中，保证硅片的高成品率。
曾经有厂家采用PVC等塑料材料作为台面，但是由于台面强度不够，经常变形，反而增加了碎片率；目前生产上大多采用的是经过硬化处理的铁合金，但是目前这种台面，每100-300片就会出现碎片或隐裂片，而且在使用2-4个月后，台面表面就会变得毛糙。硅片隐裂后，经过800℃以上的烧结环节，再冷却到室温后极易破碎。且有了隐裂的硅片，即使在烧结环节未破碎，在后续的光伏组件封装环节，也会破裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-23％铝、8-12％锰、0.05-0.2％硅、0.1-0.5％锡、0.1-0.4％铜、0.2-0.45％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
在本发明的一较佳实施例中，前述的用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-21％铝、8-10％锰、0.05-0.1％硅、0.1-0.5％锡、0.1-0.3％铜、0.2-0.4％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
在本发明的一较佳实施例中，前述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：20-22％铝、9-12％锰、0.1-0.2％硅、0.2-0.5％锡、0.1-0.3％铜、0.2-0.4％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
在本发明的一较佳实施例中，前述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-21％铝、9-11％锰、0.15-0.2％硅、0.2-0.4％锡、0.2-0.3％铜、0.2-0.3％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
在本发明的一较佳实施例中，前述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：20-21％铝、10-11％锰、0.07-0.1％硅、0.3-0.4％锡、0.2-0.3％铜、0.2-0.4％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
一种用于太阳能电池丝网印刷台面的制备方法，包括如下步骤：
1)按照前述的配比进行配料，
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼1-3h，温度1300-1500摄氏度；
3)降温至900-1000℃进行固溶处理，保温2-4h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，温度300-400摄氏度；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度450-600摄氏度，时间为2-6h。
在本发明的一较佳实施例中，前述的步骤4)所述的负压为压力小于0.05MPa。
在本发明的一较佳实施例中，步骤4)退火为300-400度2-4h，之后6-10h由300-400度降温至室温。
本发明的优点如下：按照本发明方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片，一般每400-600片才出现碎片或隐裂片。
具体实施方式
实施例1
1)按照以下的配比进行配料，按重量比包括：20％铝、9％锰、0.05％硅、0.5％锡、0.2％铜、0.3％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼2h，温度1400摄氏度；
3)降温至1000℃进行固溶处理，保温2h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，退火温度400摄氏度，保温4h，之后6h逐渐降温至室温；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度500摄氏度，时间为3h。
按照本方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片，每400-600片才出现碎片或隐裂片。
实施例2
1)按照以下的配比进行配料，按重量比包括：22％铝、10％锰、0.2％硅、0.3％锡、0.1％铜、0.4铟％，余量为铁以及不可避免的杂质
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼1h，温度1500摄氏度；
3)降温至950℃进行固溶处理，保温2h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，退火温度300摄氏度，保温5h，之后8h逐渐降温至室温；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度600摄氏度，时间为5h。
按照本方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片，每400-600片才出现碎片或隐裂片。
实施例3
1)按照下述的配比进行配料，按重量比包括：19％铝、11％锰、0.15％硅、0.2％锡、0.3％铜、0.2铟％，余量为铁以及不可避免的杂质。
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼3h，温度1300摄氏度；
3)降温至1000℃进行固溶处理，保温4h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，温度350摄氏度，保温5h，之后7h逐渐降温至室温；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度600摄氏度，时间为2h。
按照本方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片，每400-600片才出现碎片或隐裂片。
实施例4
1)按照下述的配比进行配料，按重量比包括：20.5％铝、10％锰、0.07％硅、0.35％锡、0.23％铜、0.24％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼3h，温度1500摄氏度；
3)降温至950℃进行固溶处理，保温3h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，温度380摄氏度，保温4h，之后6h逐渐降温至室温；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度560摄氏度，时间为3h。
按照本方法制备的太阳能电池丝网印刷台面，台面平整耐磨，抗震，且具有高韧性，不易变形，表面具有很高的抗疲劳强度。可以降低碎片和隐裂片，每400-600片才出现碎片或隐裂片。
Claims (8)
1.一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-23％铝、8-12％锰、0.05-0.2％硅、0.1-0.5％锡、0.1-0.4％铜、0.2-0.45％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-21％铝、8-10％锰、0.05-0.1％硅、0.1-0.5％锡、0.1-0.3％铜、0.2-0.4％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：20-22％铝、9-12％锰、0.1-0.2％硅、0.2-0.5％锡、0.1-0.3％铜、0.2-0.4％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：19-21％铝、9-11％锰、0.15-0.2％硅、0.2-0.4％锡、0.2-0.3％铜、0.2-0.3％铟，余量为铁以及不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的合金，按重量比包括：20-21％铝、10-11％锰、0.07-0.1％硅、0.3-0.4％锡、0.2-0.3％铜、0.2-0.4铟％，余量为铁以及不可避免的杂质。
6.一种用于太阳能电池丝网印刷台面的制备方法，包括如下步骤：
1)按照权利要求1-5任一项合金的配比进行配料，
2)将铁铝锰按照比例混合后，再加入硅、锡、铜、铟，置于熔炉中熔炼1-3h，温度1300-1500摄氏度；
3)降温至900-1000℃进行固溶处理，保温2-4h，之后浇注成锭子，水冷；
4)氩气保护下，负压进行退火处理，温度300-400摄氏度；
5)切割成所需的台面型体，并进行开槽钻孔；
6)对表面进行抛光打磨，进行表面氮化处理，温度450-600摄氏度，时间为2-6h。
7.如权利要求6所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的负压为压力小于0.05MPa。
8.如权利要求6所述的一种用于太阳能电池丝网印刷台面的制备方法，其特征在于：步骤4)退火为300-400℃2-4h，之后6-10h由300-400℃降温至室温。
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