專利名稱：太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的銀粉及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種化學(xué)還原法制備各種形態(tài)的銀粉的方法，尤其是涉及一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的新型銀粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是一種綠色能源，因其無污染、取之不竭、不受地域資源限制等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到人們的重視，所以太陽(yáng)能電池應(yīng)運(yùn)而生了。太陽(yáng)能電池是一種能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件，在光照的條件下太陽(yáng)能電池會(huì)產(chǎn)生電流，通過柵線和電極將電收集起來并傳輸出去。太陽(yáng)能電池正面電極及柵線都是有導(dǎo)電銀漿料通過高速高精度的絲網(wǎng)印刷、低溫烘干、高溫?zé)Y(jié)等工藝而制成的。太陽(yáng)能電池正面銀漿主要有銀粉、玻璃粉、添加劑和有機(jī)載體四部分組成。其中， 銀粉的性能尤為重要。目前對(duì)銀粉的制備方法有不少報(bào)道，主要的方法有噴霧熱解法、電解法、微波法等離子體法、直流電弧熱等離子法、機(jī)械化學(xué)合成法、電子束照射法等，但這些方法都存在不足之處，比如有的需要特殊氣氛環(huán)境，有的需要專業(yè)的設(shè)備，有的耗能大。液相化學(xué)還原法因其實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)成為目前制備銀粉的主要方法。其方法是用還原劑在水溶液中還原硝酸銀，經(jīng)固液分離后，進(jìn)行洗滌、干燥、過篩，得到銀粉。銀漿料的好壞、導(dǎo)電銀漿成膜后的導(dǎo)電率和致密性等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)都是有銀粉的性能決定，微米銀粉的形狀、粒度等因素將影響銀漿的性能，所以銀粉的制備顯得尤為重要。超細(xì)銀粉的制備方法有很多中，物理法操作有它的局限性，化學(xué)法在實(shí)驗(yàn)室較容易進(jìn)行且能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，因此化學(xué)法是一種制備銀粉的最重要的方法?，F(xiàn)在工業(yè)上所用銀粉大多采用此法制備。但化學(xué)法制備銀粉，在高速旋轉(zhuǎn)下易產(chǎn)生大量氣泡，導(dǎo)致制得的銀粉團(tuán)聚多、分散性不好，粒徑分布較寬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的銀粉在配成的銀漿料在燒結(jié)過程中，電極和柵線形成斷點(diǎn)和斷線，進(jìn)而使電池片產(chǎn)生的電流難以有效傳輸，最終使光電轉(zhuǎn)化效率低這些缺陷，提供一種太陽(yáng)能電池正面電極及柵線用銀漿料中新型銀粉及其制備方法，該銀漿料中的銀粉采用球形、枝狀和無規(guī)則形狀的混合銀粉，這種使電極和柵線無斷點(diǎn)和斷線，得到優(yōu)異的太陽(yáng)能電池。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96 5. 21g/mL，平均粒徑為O. 6 3. 5微米，松裝密度為2. 35 2. 72g/mL。本發(fā)明的另一目的是提供一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，經(jīng)過下列步驟A.用去離子水分別制備濃度為O.5 2mol/L的硝酸銀溶液和濃度為O. 5 O. 7mol/L的還原劑溶液；
B.取硝酸銀質(zhì)量的I 5%的分散劑，加入步驟A所得硝酸銀溶液中，并在超聲波條件下以轉(zhuǎn)速為450 600r/min進(jìn)行分散5分鐘，然后調(diào)節(jié)混合液的pH為2 6，得到銀前驅(qū)物溶液；
C.取還原劑質(zhì)量的I 5%的分散劑，加入步驟A所得還原劑溶液中，得到還原混合溶
液；
D.按還原劑硝酸銀的摩爾比=1 4 1，將步驟B所得銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入步驟C所得的還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌3次，再用保護(hù)劑浸泡10分鐘，在80°C下干燥6小時(shí)，即得到太陽(yáng)能 電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96
5.21g/mL，平均粒徑為O. 6 3. 5微米，松裝密度為2. 35 2. 72g/mL。所述步驟A的還原劑為葡萄糖、三乙醇胺和抗壞血酸中的一種或兩種混合。所述步驟B的分散劑為十六烷基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、吐溫、聚乙二醇、聚氧乙烯失水山梨酸醇單油酸酯和聚乙二醇辛基苯基醚中的任意一種。所述步驟B調(diào)節(jié)pH是用稀硝酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述步驟D的保護(hù)劑為油酸、十二烷基硫酸鈉、硝酸鹽和不飽和脂肪酸中的任意一種。本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的銀粉及其制備工藝，它是由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉混合組成。采用液相還原法制備銀粉，使用該工藝制備的銀粉平均粒徑在O. 6 3. 5微米之間，具有良好的結(jié)晶面，高分散性，單顆粒粒徑大，不同的顆粒形態(tài)混合，用于晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀電極形成所需導(dǎo)電漿料的導(dǎo)電填料能實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)化效率，比常用銀粉具有良好的填充特性和電學(xué)性能。


圖I是本發(fā)明所制備的銀粉中枝狀銀粉在5000倍下的掃描電鏡照片；
圖2是本發(fā)明所制備的銀粉中無規(guī)則形狀銀粉在5000倍下的掃描電鏡照片；
圖3是本發(fā)明所制備的銀粉中球狀銀粉在5000倍下的掃描電鏡照片；
圖4是本發(fā)明所制備的銀粉的激光粒度分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I
A.用去離子水分別制備濃度為O.5mol/L的硝酸銀溶液和濃度為O. 5mol/L的抗壞血酸溶液；
B.取硝酸銀質(zhì)量的1%的聚乙烯吡咯烷酮，加入步驟A所得硝酸銀溶液中，并在超聲波條件下以轉(zhuǎn)速為450r/min進(jìn)行分散5分鐘，然后用稀硝酸調(diào)節(jié)混合液的pH為2，得到銀前驅(qū)物溶液；
C.取還原劑質(zhì)量的1%的聚乙烯吡咯烷酮，加入步驟A所得還原劑溶液中，得到還原混合溶液；
D.按還原劑硝酸銀的摩爾比=1 I，將步驟B所得銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入步驟C所得的還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌3次，再用油酸浸泡10分鐘，在80°C下干燥6小時(shí)，即得到太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為5. 21g/mL，平均粒徑為O. 6微米，松裝密度為2. 52g/mL。實(shí)施例2
A.用去離子水分別制備濃度為I.5mol/L的硝酸銀溶液和濃度為O. 6mol/L的葡萄糖溶液；
B.取硝酸銀質(zhì)量的2.5%的吐溫，加入步驟A所得硝酸銀溶液中，并在超聲波條件下 以轉(zhuǎn)速為500r/min進(jìn)行分散5分鐘，然后用稀硝酸調(diào)節(jié)混合液的pH為4，得到銀前驅(qū)物溶液；
C.取還原劑質(zhì)量的2.5%的吐溫，加入步驟A所得還原劑溶液中，得到還原混合溶液；
D.按還原劑硝酸銀的摩爾比=2 I，將步驟B所得銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入步驟C所得的還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌3次，再用十二烷基硫酸鈉浸泡10分鐘，在80°C下干燥6小時(shí)，即得到太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為4. 29g/mL，平均粒徑為3. 5微米，松裝密度為2. 35g/mL。實(shí)施例3
A.用去離子水分別制備濃度為2mol/L的硝酸銀溶液和濃度為O.7mol/L的三乙醇胺溶液；
B.取硝酸銀質(zhì)量的5%的聚乙二醇，加入步驟A所得硝酸銀溶液中，并在超聲波條件下以轉(zhuǎn)速為600r/min進(jìn)行分散5分鐘，然后用稀硝酸調(diào)節(jié)混合液的pH為6，得到銀前驅(qū)物溶液；
C.取還原劑質(zhì)量的5%的聚乙二醇，加入步驟A所得還原劑溶液中，得到還原混合溶
液；
D.按還原劑硝酸銀的摩爾比=4 I，將步驟B所得銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入步驟C所得的還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌3次，再用硝酸鹽溶液浸泡10分鐘，在80°C下干燥6小時(shí)，即得到太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96g/mL,平均粒徑為2. 5微米，松裝密度為2. 72g/mL。實(shí)施例4
其它與實(shí)施例2相同，改變分散劑為十六烷基溴化銨，保護(hù)劑為不飽和脂肪酸。得到的太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96 5. 21g/mL，平均粒徑為O. 6 3. 5微米，松裝密度為2. 35 2. 72g/mL。實(shí)施例5
其它與實(shí)施例3相同，改變分散劑為聚氧乙烯失水山梨酸醇單油酸酯。實(shí)施例6
其它與實(shí)施例3相同，改變分散劑為聚乙二醇辛基苯基醚。實(shí)施例7其它與實(shí)施例3相同，改變還原劑為抗壞血酸和葡萄糖，且還原劑硝酸銀的摩爾比=1:1。實(shí)施例8
其它與實(shí)施例3相同，改變還原劑為抗壞血酸和三乙醇胺，且還原劑硝酸銀的摩爾比=1 : I。實(shí)施例9
其它與實(shí)施例3相同，改變還原劑為葡萄糖和三乙醇胺，且還原劑硝酸銀的摩爾比I I0
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的銀粉，其特征在于由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96 5. 21g/mL，平均粒徑為O. 6 3. 5微米，松裝密度為.2. 35 2. 72g/mL。
2.一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列步驟 A.用去離子水分別制備濃度為O.5 2mol/L的硝酸銀溶液和濃度為O. 5 O. 7mol/L的還原劑溶液； B.取硝酸銀質(zhì)量的I 5%的分散劑，加入步驟A所得硝酸銀溶液中，并在超聲波條件下以轉(zhuǎn)速為450 600r/min進(jìn)行分散5分鐘，然后調(diào)節(jié)混合液的pH為2 6，得到銀前驅(qū)物溶液； C.取還原劑質(zhì)量的I 5%的分散劑，加入步驟A所得還原劑溶液中，得到還原混合溶液； D.按還原劑硝酸銀的摩爾比=1 4 1，將步驟B所得銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入步驟C所得的還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌3次，再用保護(hù)劑浸泡10分鐘，在80°C下干燥6小時(shí)，即得到太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3. 96 .5.21g/mL，平均粒徑為O. 6 3. 5微米，松裝密度為2. 35 2. 72g/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，其特征在于所述步驟A的還原劑為葡萄糖、三乙醇胺和抗壞血酸中的一種或兩種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，其特征在于所述步驟B的分散劑為十六烷基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、吐溫、聚乙二醇、聚氧乙烯失水山梨酸醇單油酸酯和聚乙二醇辛基苯基醚中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，其特征在于所述步驟B調(diào)節(jié)pH是用稀硝酸進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉的制備方法，其特征在于所述步驟D的保護(hù)劑為油酸、十二烷基硫酸鈉、硝酸鹽和不飽和脂肪酸中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料的銀粉及其制備方法，由球狀、枝狀和無規(guī)則形狀的銀粉組成，其振實(shí)密度為3.96～5.21g/mL，平均粒徑為0.6～3.5微米，松裝密度為2.35～2.72g/mL。通過制備硝酸銀溶液和還原劑溶液；分別加入分散劑進(jìn)行分散，將銀前驅(qū)物溶液逐漸滴加入還原混合溶液中進(jìn)行反應(yīng)后，靜置，再分離出液體和固體物，然后將固體物用去離子水和乙醇各洗滌，再用保護(hù)劑浸泡、干燥后，即得到太陽(yáng)能電池電極用印刷漿料銀粉。使用該工藝制備的銀粉具有良好的結(jié)晶面，高分散性，單顆粒粒徑大，不同的顆粒形態(tài)混合，用于晶體硅太陽(yáng)能電池正面銀電極形成所需導(dǎo)電漿料的導(dǎo)電填料能實(shí)現(xiàn)高光電轉(zhuǎn)化效率，比常用銀粉具有良好的填充特性和電學(xué)性能。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102921944SQ201210435458
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者黃惠 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)